Selv om orbital sveiseteknologi ikke er ny, fortsetter den å utvikle seg og blir kraftigere og mer allsidig, spesielt når det gjelder rørsveising. Et intervju med Tom Hammer, en dyktig sveiser hos Axenics i Middleton, Massachusetts, avslører de mange måtene denne teknikken kan brukes til å løse vanskelige sveiseproblemer. Bilde med tillatelse fra Axenics
Orbitalsveising har eksistert i omtrent 60 år, og har automatisert GMAW-prosessen. Dette er en pålitelig og praktisk metode for å utføre flere sveiser, selv om noen OEM-er og produsenter ennå ikke har brukt kraften til orbitalsveisere, og er avhengige av håndsveising eller andre strategier for å sammenføye metallrør.
Prinsippene for orbitalsveising har eksistert i flere tiår, men egenskapene til de nye orbitalsveiserne gjør dem til et kraftigere verktøy i en sveisers verktøykasse, ettersom mange nå har «smarte» funksjoner som gjør det enklere å programmere og behandle før selve sveisingen. Start med raske, presise justeringer for å sikre konsistente, rene og pålitelige sveiseforbindelser.
Axenics' sveiseteam i Middleton, Massachusetts, er en kontraktsprodusent av komponenter som veileder mange av kundene sine i orbitalsveisingspraksiser hvis de riktige elementene finnes for jobben.
«Der det var mulig, ønsket vi å eliminere det menneskelige elementet i sveising, ettersom orbitalsveisere generelt produserer sveiser av høyere kvalitet», sier Tom Hammer, en dyktig sveiser hos Axenics.
Selv om den tidligste sveisingen ble utført for 2000 år siden, er moderne sveising en ekstremt avansert prosess som er integrert i andre moderne teknologier og prosesser. For eksempel kan orbitalsveising brukes til å lage rørsystemer med høy renhet som brukes til å produsere halvlederskiver som går inn i stort sett all elektronikk i dag.
En av Axenics' kunder er en del av denne forsyningskjeden. De oppsøkte en kontraktsprodusent for å få hjelp til å utvide produksjonskapasiteten, nærmere bestemt ved å lage og installere rene kanaler i rustfritt stål som lar gasser passere gjennom waferproduksjonsprosessen.
Selv om orbitale sveiseenheter og roterende bord med brennerklemmer er tilgjengelige for de fleste rørformede jobber hos Axenics, utelukker disse ikke sporadisk håndsveising.
Hammer og sveiseteamet gjennomgikk kundens krav og stilte spørsmål, med tanke på kostnads- og tidsfaktorer:
De roterende, lukkede orbitale sveisemaskinene som brukes av Hammer er Swagelok M200 og Arc Machines Model 207A. De kan holde rør fra 1/16 til 4 tommers.
«Mikrohoder lar oss komme til på svært trange steder», sa han. «En begrensning med orbitalsveising er om vi har et hode som passer til en bestemt skjøt. Men i dag kan du også vikle en kjetting rundt røret du sveiser. Sveisemaskinen kan gå over kjettingen, og det er i utgangspunktet ingen grense for størrelsen på sveisene du kan utføre. Jeg har sett noen oppsett som sveiser på 20-tommers rør. Det er imponerende hva disse maskinene kan gjøre i dag.»
Med tanke på renhetskravene, antall sveiser som kreves og den tynne veggtykkelsen, er orbitalsveising et smart valg for denne typen prosjekt. For rørledninger for luftstrømskontroll sveiser Hammer ofte på 316L rustfritt stål.
«Det er da det blir virkelig subtilt. Vi snakker om sveising på papirtynt metall. Med håndsveising kan den minste justering ødelegge sveisen. Derfor liker vi å bruke et orbitalt sveisehode, hvor vi kan skru inn hver del av røret og gjøre det perfekt før vi setter delen inn i det. Vi skrur ned effekten til en bestemt mengde, slik at vi vet at når vi setter delen inn der, vil den være perfekt. For hånd gjøres endringen med øyet, og hvis vi tråkker for mye, kan den trenge direkte gjennom materialet.»
Jobben består av hundrevis av sveiser som må være identiske. Orbitalsveisemaskinen som brukes til denne jobben, sveiser på tre minutter. Når Hammer jobber på toppfart, kan han sveise det samme rustfrie stålrøret manuelt på omtrent ett minutt.
«Maskinen sakker imidlertid ikke farten. Du kjører den på maks hastighet tidlig om morgenen, og ved slutten av dagen kjører den fortsatt på maks hastighet», sa Hammer. «Jeg kjører den på maks hastighet tidlig om morgenen, men til syvende og sist er det ikke tilfelle.»
Det er avgjørende å forhindre at forurensninger kommer inn i rør av rustfritt stål, og det er derfor høyrenslodding i halvlederindustrien ofte utføres i et renrom, et kontrollert miljø som forhindrer at forurensninger kommer inn i loddeområdet.
Hammer bruker den samme forhåndsslipte wolframen i håndbrennerne sine som han bruker i Orbiter. Mens ren argon gir ekstern og intern spyling ved manuell og orbital sveising, drar sveising med orbitale maskiner også fordel av å utføres i et lukket rom. Når wolframen kommer ut, fylles skallet med gass og beskytter sveisen mot oksidasjon. Når du bruker en håndbrenner, blåses gassen bare til den ene siden av røret som sveises for øyeblikket.
Orbitalsveiser er generelt renere fordi gassen dekker røret lenger. Når sveisingen begynner, gir argon beskyttelse inntil sveiseren er sikker på at sveisen er kald nok.
Axenics samarbeider med en rekke kunder innen alternativ energi som produserer hydrogenbrenselceller som driver en rekke kjøretøy. For eksempel er noen gaffeltrucker bygget for innendørs bruk avhengige av hydrogenbrenselceller for å forhindre at kjemiske biprodukter ødelegger spiselige råvarer. Det eneste biproduktet fra en hydrogenbrenselcelle er vann.
En av kundene hadde mange av de samme kravene som en halvlederprodusent, som sveiserenhet og konsistens. De ønsker å bruke 321 rustfritt stål til tynnveggsveising. Arbeidet var imidlertid å prototype et manifold med flere ventilbanker, som hver stikker ut i en annen retning, noe som gir lite rom for sveising.
En orbitalsveiser som er egnet for jobben koster rundt 2000 dollar, og den kan brukes til å lage et lite antall deler, med en estimert kostnad på 250 dollar. Det gir ikke økonomisk mening. Hammer har imidlertid en løsning som kombinerer manuelle og orbitale sveiseteknikker.
«I dette tilfellet ville jeg brukt et rotasjonsbord», sier Hammer. «Det er faktisk samme handling som en orbitalsveiser, men du roterer røret, ikke wolframelektroden rundt røret. Jeg bruker håndbrenneren min, men jeg kan holde brenneren på plass med en skrustikke. Plasser den slik at den er håndfri, slik at sveisen ikke blir skadet av menneskelig håndristing eller risting. Dette eliminerer mye av den menneskelige feilfaktoren. Det er ikke like perfekt som orbitalsveising fordi det ikke er i et lukket miljø, men denne typen sveising kan gjøres i et rent rommiljø for å eliminere forurensninger.»
Selv om orbitalsveiseteknologi tilbyr renhet og repeterbarhet, vet Hammer og hans sveisekollegaer at sveiseintegritet er avgjørende for å forhindre nedetid på grunn av sveisefeil. Selskapet bruker ikke-destruktiv testing (NDT), og noen ganger destruktiv testing, for alle orbitalsveiser.
«Hver sveis vi lager blir visuelt bekreftet», sier Hammer. «Etterpå testes sveisene med et heliumspektrometer. Avhengig av spesifikasjonen eller kundens krav, blir noen sveiser radiografisk testet. Destruktiv testing er også et alternativ.»
Destruktiv testing kan omfatte strekkfasthetstesting for å bestemme sveisens ultimate strekkfasthet. For å måle den maksimale belastningen en sveis på et materiale som 316L rustfritt stål kan tåle før brudd, strekker og forlenger testen metallet til dets bruddpunkt.
Sveisesveiser fra kunder av alternativ energi blir noen ganger utsatt for ultralyd, ikke-destruktiv testing på komponentsveisinger i trekanals varmevekslerhydrogenbrenselceller som brukes i maskiner og kjøretøy for alternativ energi.
«Dette er en kritisk test fordi de fleste komponentene vi sender har potensielt farlige gasser som passerer gjennom dem. Det er veldig viktig for oss og kundene våre at rustfritt stål er feilfritt, uten lekkasjepunkter», sier Hammer.
Tube & Pipe Journal ble det første magasinet dedikert til metallrørindustrien i 1990. I dag er det fortsatt den eneste publikasjonen i Nord-Amerika dedikert til industrien, og har blitt den mest pålitelige informasjonskilden for rørfagfolk.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av The FABRICATOR, enkel tilgang til verdifulle bransjeressurser.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle ressurser i bransjen.
Få full tilgang til den digitale utgaven av STAMPING Journal, som gir deg de nyeste teknologiske fremskrittene, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av The Fabricator på spansk, enkel tilgang til verdifulle bransjeressurser.