Hoewel orbitaal lassen niet nieuw is, blijft de technologie zich ontwikkelen en wordt ze steeds krachtiger en veelzijdiger, vooral als het gaat om pijplassen. Een interview met Tom Hammer, een ervaren lasser van Axenics in Middleton, Massachusetts, onthult de vele manieren waarop deze techniek kan worden gebruikt om lastige lasproblemen op te lossen. Afbeelding met dank aan Axenics
Orbitaal lassen bestaat al zo'n 60 jaar en voegt automatisering toe aan het GMAW-proces. Het is een betrouwbare en praktische methode voor het uitvoeren van meerdere lassen, hoewel sommige OEM's en fabrikanten de kracht van orbitaal lasmachines nog niet benutten en vertrouwen op handmatig lassen of andere methoden om metalen buizen te verbinden.
De principes van orbitaal lassen bestaan ​​al tientallen jaren, maar de mogelijkheden van de nieuwe orbitale lasapparaten maken ze tot een krachtiger hulpmiddel in de gereedschapskist van een lasser. Veel apparaten beschikken nu over 'slimme' functies die het programmeren en de voorbereiding voorafgaand aan het eigenlijke lassen vereenvoudigen. Begin met snelle, nauwkeurige aanpassingen om consistente, zuivere en betrouwbare lasverbindingen te garanderen.
Het lasteam van Axenics in Middleton, Massachusetts, is een toeleverancier die componenten produceert en veel van zijn klanten begeleidt bij orbitaal lassen, mits de juiste elementen voor de klus aanwezig zijn.
"Waar mogelijk wilden we de menselijke factor bij het lassen elimineren, omdat orbitale lasmachines over het algemeen lassen van hogere kwaliteit produceren", aldus Tom Hammer, een ervaren lasser bij Axenics.
Hoewel de eerste laswerkzaamheden 2000 jaar geleden plaatsvonden, is modern lassen een uiterst geavanceerd proces dat essentieel is voor andere moderne technologieën en processen. Zo kan orbitaal lassen bijvoorbeeld worden gebruikt voor het creëren van de zeer zuivere leidingsystemen die nodig zijn voor de productie van halfgeleiderwafels, die in vrijwel alle hedendaagse elektronica worden gebruikt.
Een van de klanten van Axenics maakt deel uit van deze toeleveringsketen. Het bedrijf zocht een contractfabrikant om de productiecapaciteit uit te breiden, met name door het creëren en installeren van schone roestvrijstalen kanalen die gassen door het waferfabricageproces laten stromen.
Hoewel Axenics voor de meeste buiswerkzaamheden beschikt over orbitale lasapparaten en draaitafels met lastoortsklemmen, sluiten deze incidenteel handlassen niet uit.
Hammer en het lasteam hebben de wensen van de klant doorgenomen en vragen gesteld, waarbij ze rekening hielden met kosten- en tijdsfactoren:
De roterende, gesloten orbitale lasapparaten die Hammer gebruikt, zijn de Swagelok M200 en de Arc Machines Model 207A. Ze kunnen buizen met een diameter van 1/16 tot 4 inch verwerken.
"Met microkoppen kunnen we op zeer krappe plekken komen", zei hij. "Een beperking van orbitaal lassen is of we een kop hebben die op een specifieke verbinding past. Maar tegenwoordig kun je ook een ketting om de pijp wikkelen die je last. De lasser kan over de ketting heen gaan en er is in principe geen limiet aan de grootte van de lassen die je kunt maken. Ik heb opstellingen gezien waarmee aan pijpen van 50 cm (20 inch) gelast kan worden. Het is indrukwekkend wat deze machines tegenwoordig kunnen."
Gezien de zuiverheidseisen, het aantal benodigde lassen en de geringe wanddikte is orbitaal lassen een slimme keuze voor dit type project. Voor leidingwerk voor luchtstroomregeling last Hammer vaak op 316L roestvrij staal.
“Dat is waar het echt subtiel wordt. We hebben het over lassen op flinterdun metaal. Bij handlassen kan de kleinste aanpassing de las breken. Daarom gebruiken we liever een orbitale lasmachine, waarmee we elk deel van de buis nauwkeurig kunnen instellen en perfect kunnen maken voordat we het onderdeel erin plaatsen. We stellen het vermogen in op een specifiek niveau, zodat we zeker weten dat het perfect zal zijn wanneer we het onderdeel erin plaatsen. Bij handlassen gebeurt de aanpassing op gevoel, en als we te hard trappen, kan de las direct door het materiaal heen gaan.”
De klus bestaat uit honderden lassen die identiek moeten zijn. De orbitale lasmachine die hiervoor gebruikt wordt, last een las in drie minuten; wanneer Hammer op volle snelheid werkt, kan hij dezelfde roestvrijstalen buis handmatig in ongeveer een minuut lassen.
“De machine vertraagt ​​echter niet. Je laat hem 's ochtends vroeg op maximale snelheid draaien, en aan het einde van de dag draait hij nog steeds op maximale snelheid”, aldus Hammer. “Ik laat hem 's ochtends vroeg op maximale snelheid draaien, maar uiteindelijk is dat niet het geval.”
Het is cruciaal om te voorkomen dat verontreinigingen in roestvrijstalen buizen terechtkomen. Daarom wordt in de halfgeleiderindustrie vaak in een cleanroom gesoldeerd, een gecontroleerde omgeving die voorkomt dat verontreinigingen het soldeergebied bereiken.
Hammer gebruikt in zijn handtoortsen dezelfde voorgeslepen wolfraamelektroden als in de Orbiter. Hoewel zuiver argon zorgt voor externe en interne spoeling bij handmatig en orbitaal lassen, profiteert lassen met orbitale machines er ook van dat het in een afgesloten ruimte wordt uitgevoerd. Wanneer de wolfraamelektrode naar buiten komt, vult de behuizing zich met gas en beschermt de las tegen oxidatie. Bij gebruik van een handtoorts wordt het gas slechts naar één kant van de buis geblazen die op dat moment wordt gelast.
Orbitaal lassen is over het algemeen schoner omdat het gas de buis langer omsluit. Zodra het lassen begint, biedt argon bescherming totdat de lasser er zeker van is dat de las voldoende is afgekoeld.
Axenics werkt samen met een aantal klanten in de alternatieve energiesector die waterstofbrandstofcellen produceren die diverse voertuigen aandrijven. Zo maken sommige heftrucks voor gebruik binnenshuis gebruik van waterstofbrandstofcellen om te voorkomen dat chemische bijproducten eetbare voorraden aantasten. Het enige bijproduct van een waterstofbrandstofcel is water.
Een van de klanten had veel van dezelfde eisen als een halfgeleiderfabrikant, zoals zuiverheid en consistentie van de lasnaden. Het bedrijf wilde 321 roestvrij staal gebruiken voor het lassen van dunwandige componenten. Het werk bestond echter uit het prototypen van een verdeelstuk met meerdere kleppenblokken, die elk in een andere richting uitstaken, waardoor er weinig ruimte overbleef om te lassen.
Een orbitale lasmachine die geschikt is voor deze klus kost ongeveer $2.000, en kan worden gebruikt om een ​​klein aantal onderdelen te maken, met een geschatte kostprijs van $250. Dat is financieel niet haalbaar. Hammer heeft echter een oplossing die handmatige en orbitale lastechnieken combineert.
"In dit geval zou ik een draaitafel gebruiken," zegt Hammer. "Het is eigenlijk hetzelfde principe als bij een orbitale lasser, alleen draai je de buis rond, niet de wolfraamelektrode. Ik gebruik mijn handbrander, maar ik kan die met een bankschroef vastzetten, zodat ik hem handsfree kan gebruiken en de las niet beschadigd raakt door schudden of trillen. Dit elimineert een groot deel van de menselijke fouten. Het is niet zo perfect als orbitaal lassen omdat het niet in een afgesloten ruimte gebeurt, maar dit type lassen kan wel in een cleanroomomgeving worden uitgevoerd om verontreinigingen uit te sluiten."
Hoewel orbitaal lassen zuiverheid en herhaalbaarheid biedt, weten Hammer en zijn collega-lassers dat de integriteit van de las cruciaal is om stilstand door lasfouten te voorkomen. Het bedrijf gebruikt niet-destructief onderzoek (NDT), en soms ook destructief onderzoek, voor alle orbitale lassen.
"Elke las die we maken wordt visueel gecontroleerd", zegt Hammer. "Daarna worden de lassen getest met een heliumspectrometer. Afhankelijk van de specificaties of klantwensen worden sommige lassen röntgenologisch getest. Destructief onderzoek is ook een optie."
Destructief onderzoek kan onder andere treksterkteproeven omvatten om de uiteindelijke treksterkte van de las te bepalen. Om de maximale spanning te meten die een las op een materiaal zoals 316L roestvrij staal kan weerstaan ​​voordat deze bezwijkt, wordt het metaal tijdens de test uitgerekt tot het breekpunt.
Lasverbindingen van klanten in de alternatieve energiesector worden soms onderworpen aan ultrasoon niet-destructief onderzoek, met name bij lasverbindingen van driekanaals warmtewisselaars voor waterstofbrandstofcellen die worden gebruikt in machines en voertuigen voor alternatieve energie.
"Dit is een cruciale test, omdat de meeste onderdelen die we verzenden potentieel gevaarlijke gassen doorlaten. Het is voor ons en onze klanten van groot belang dat het roestvrij staal perfect is en geen enkel lek vertoont", aldus Hammer.
Tube & Pipe Journal was in 1990 het eerste tijdschrift dat volledig was gewijd aan de metaalbuizenindustrie. Het is tot op de dag van vandaag de enige publicatie in Noord-Amerika die zich op deze sector richt en is uitgegroeid tot de meest betrouwbare informatiebron voor professionals in de buizenbranche.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, heeft u eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle branchebronnen.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, beste praktijken en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.