แม้ว่าเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยวงโคจรจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ก็ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จนมีประสิทธิภาพและใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเป็นการเชื่อมท่อ บทสัมภาษณ์ของ Tom Hammer ช่างเชื่อมฝีมือดีจาก Axenics ในเมืองมิดเดิลตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ เผยให้เห็นถึงวิธีต่างๆ มากมายที่สามารถใช้เทคนิคนี้แก้ไขปัญหาการเชื่อมที่ยากลำบากได้ ภาพโดย Axenics
การเชื่อมด้วยวงโคจรมีมานานกว่า 60 ปีแล้ว โดยได้เพิ่มระบบอัตโนมัติให้กับกระบวนการ GMAW วิธีนี้ถือเป็นวิธีการเชื่อมแบบหลายจุดที่เชื่อถือได้และใช้งานได้จริง แม้ว่า OEM และผู้ผลิตบางรายยังไม่ได้ใช้กำลังของเครื่องเชื่อมด้วยวงโคจร แต่จะใช้การเชื่อมด้วยมือหรือใช้กลยุทธ์อื่นในการเชื่อมต่อท่อโลหะ
หลักการเชื่อมด้วยวงโคจรมีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ความสามารถของเครื่องเชื่อมด้วยวงโคจรแบบใหม่ทำให้เครื่องเชื่อมเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในชุดเครื่องมือของช่างเชื่อม เนื่องจากปัจจุบันเครื่องเชื่อมหลายเครื่องมีคุณลักษณะ "อัจฉริยะ" ที่ทำให้การเขียนโปรแกรมและประมวลผลก่อนการเชื่อมจริงง่ายขึ้น เริ่มต้นด้วยการปรับแต่งที่รวดเร็วและแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมจะสม่ำเสมอ บริสุทธิ์ และเชื่อถือได้
ทีมงานช่างเชื่อมของ Axenics ในเมืองมิดเดิลตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ เป็นผู้ผลิตชิ้นส่วนตามสัญญาที่ให้คำแนะนำลูกค้าหลายรายเกี่ยวกับแนวปฏิบัติในการเชื่อมด้วยวงโคจร หากมีองค์ประกอบที่เหมาะสมกับงาน
Tom Hammer ช่างเชื่อมผู้มีทักษะจาก Axenics กล่าวว่า “เราต้องการที่จะกำจัดองค์ประกอบของมนุษย์ในการเชื่อมออกไปให้ได้มากที่สุด เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วช่างเชื่อมแบบวงโคจรจะผลิตรอยเชื่อมที่มีคุณภาพสูงกว่า”
แม้ว่าการเชื่อมครั้งแรกสุดจะเกิดขึ้นเมื่อ 2,000 ปีที่แล้ว แต่การเชื่อมสมัยใหม่ถือเป็นกระบวนการขั้นสูงอย่างยิ่งที่เป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีและกระบวนการสมัยใหม่อื่นๆ ตัวอย่างเช่น การเชื่อมด้วยวงโคจรสามารถใช้สร้างระบบท่อที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ใช้ผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดในปัจจุบัน
ลูกค้ารายหนึ่งของ Axenics เป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่อุปทานนี้ โดยได้แสวงหาผู้ผลิตตามสัญญาเพื่อช่วยขยายกำลังการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างและติดตั้งช่องสเตนเลสสะอาดที่ให้ก๊าซสามารถผ่านกระบวนการผลิตเวเฟอร์ได้
แม้ว่าจะมีเครื่องเชื่อมแบบวงโคจรและโต๊ะหมุนพร้อมที่หนีบคบเพลิงให้เลือกใช้สำหรับงานท่อส่วนใหญ่ที่ Axenics แต่ก็ไม่ได้ขัดขวางการเชื่อมด้วยมือเป็นครั้งคราว
แฮมเมอร์และทีมงานเชื่อมได้ตรวจสอบความต้องการของลูกค้าและถามคำถามโดยคำนึงถึงปัจจัยด้านต้นทุนและเวลา:
เครื่องเชื่อมแบบหมุนปิดบนแกนหมุนที่ Hammer ใช้คือ Swagelok M200 และ Arc Machines รุ่น 207A ซึ่งจับท่อขนาด 1/16 ถึง 4 นิ้วได้
“หัวเชื่อมแบบไมโครเฮดช่วยให้เราเข้าถึงบริเวณที่แคบได้” เขากล่าว “ข้อจำกัดประการหนึ่งของการเชื่อมด้วยวงโคจรคือเรามีหัวเชื่อมที่พอดีกับข้อต่อเฉพาะหรือไม่ แต่ในปัจจุบัน คุณยังสามารถพันโซ่รอบท่อที่คุณกำลังเชื่อมได้ เครื่องเชื่อมสามารถเชื่อมผ่านโซ่ได้ และโดยพื้นฐานแล้วไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาดของรอยเชื่อมที่คุณสามารถทำได้ ฉันเคยเห็นการติดตั้งบางแบบที่สามารถเชื่อมท่อขนาด 20 นิ้วได้ เป็นเรื่องน่าทึ่งที่เครื่องจักรเหล่านี้สามารถทำได้ในปัจจุบัน”
เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดความบริสุทธิ์ จำนวนของการเชื่อมที่ต้องการ และความหนาของผนังที่บาง การเชื่อมด้วยวงโคจรถือเป็นตัวเลือกอันชาญฉลาดสำหรับโครงการประเภทนี้ สำหรับงานท่อควบคุมกระบวนการไหลเวียนของอากาศ Hammer มักจะเชื่อมสแตนเลส 316L
“นั่นคือจุดที่มันละเอียดอ่อนมาก เรากำลังพูดถึงการเชื่อมโลหะที่บางเหมือนกระดาษ ด้วยการเชื่อมด้วยมือ การปรับเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำลายการเชื่อมได้ นั่นคือเหตุผลที่เราชอบใช้หัวเชื่อมแบบวงโคจร ซึ่งเราสามารถปรับแต่ละส่วนของท่อและทำให้สมบูรณ์แบบก่อนที่จะใส่ชิ้นส่วนเข้าไป เราลดกำลังลงเหลือปริมาณที่กำหนดเพื่อให้เรารู้ว่าเมื่อเราใส่ชิ้นส่วนเข้าไปแล้ว มันจะสมบูรณ์แบบ ด้วยมือ การเปลี่ยนแปลงจะทำด้วยสายตา และถ้าเราเหยียบมากเกินไป มันสามารถทะลุผ่านวัสดุได้โดยตรง”
งานนี้ประกอบด้วยรอยเชื่อมหลายร้อยจุดที่ต้องเหมือนกัน เครื่องเชื่อมแบบโค้งที่ใช้ในงานนี้สามารถเชื่อมได้ภายในสามนาที เมื่อ Hammer ทำงานด้วยความเร็วสูงสุด เขาสามารถเชื่อมท่อสแตนเลสแบบเดียวกันด้วยมือได้ภายในเวลาประมาณหนึ่งนาที
“อย่างไรก็ตาม เครื่องจะไม่ช้าลง คุณวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดในตอนเช้า และเมื่อสิ้นวัน เครื่องก็ยังคงวิ่งด้วยความเร็วสูงสุด” แฮมเมอร์กล่าว “ผมวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดในตอนเช้า แต่สุดท้ายแล้ว มันก็ไม่เป็นเช่นนั้น”
การป้องกันไม่ให้สิ่งปนเปื้อนเข้าไปในท่อสแตนเลสเป็นสิ่งสำคัญ นี่คือสาเหตุที่การบัดกรีที่มีความบริสุทธิ์สูงในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มักดำเนินการในห้องปลอดเชื้อ ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งปนเปื้อนเข้าไปในพื้นที่บัดกรี
Hammer ใช้ทังสเตนที่ลับคมมาแล้วในคบเพลิงแบบมือถือเช่นเดียวกับที่ใช้ใน Orbiter ในขณะที่อาร์กอนบริสุทธิ์จะทำการเป่าไล่อากาศภายนอกและภายในในการเชื่อมด้วยมือและแบบวงโคจร การเชื่อมด้วยเครื่องจักรแบบวงโคจรก็ได้รับประโยชน์จากการทำในพื้นที่ปิดเช่นกัน เมื่อทังสเตนออกมา เปลือกจะเต็มไปด้วยแก๊สและปกป้องรอยเชื่อมไม่ให้ถูกออกซิเดชัน เมื่อใช้คบเพลิงแบบมือถือ แก๊สจะถูกเป่าไปที่ด้านเดียวของท่อที่กำลังเชื่อมอยู่เท่านั้น
โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมด้วยวงโคจรจะสะอาดกว่า เนื่องจากก๊าซจะปกคลุมท่อนานกว่า เมื่อเริ่มต้นการเชื่อม อาร์กอนจะทำหน้าที่ป้องกันจนกว่าช่างเชื่อมจะแน่ใจว่ารอยเชื่อมเย็นเพียงพอ
Axenics ทำงานร่วมกับลูกค้าพลังงานทางเลือกหลายรายซึ่งเป็นผู้ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ใช้ขับเคลื่อนยานพาหนะหลายประเภท ตัวอย่างเช่น รถยกบางรุ่นที่สร้างขึ้นเพื่อการใช้งานในอาคารอาศัยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพื่อป้องกันไม่ให้สารเคมีเป็นผลพลอยได้จากการทำลายวัตถุดิบที่บริโภคได้ ผลพลอยได้เพียงอย่างเดียวของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนก็คือน้ำ
ลูกค้ารายหนึ่งมีข้อกำหนดหลายประการเช่นเดียวกับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของการเชื่อม บริษัทต้องการใช้สแตนเลส 321 ในการเชื่อมผนังบาง อย่างไรก็ตาม งานนี้กำลังสร้างต้นแบบของท่อร่วมที่มีชุดวาล์วหลายชุด โดยแต่ละชุดยื่นออกไปในทิศทางที่ต่างกัน ทำให้มีพื้นที่สำหรับการเชื่อมน้อยมาก
เครื่องเชื่อมแบบวงโคจรที่เหมาะสมสำหรับงานนี้มีราคาประมาณ 2,000 เหรียญสหรัฐ และสามารถใช้ผลิตชิ้นส่วนได้จำนวนเล็กน้อย โดยมีราคาประมาณ 250 เหรียญสหรัฐ ซึ่งถือว่าไม่คุ้มทุน อย่างไรก็ตาม Hammer มีโซลูชั่นที่ผสมผสานเทคนิคการเชื่อมด้วยมือและวงโคจรเข้าด้วยกัน
“ในกรณีนี้ ฉันจะใช้โต๊ะหมุน” แฮมเมอร์กล่าว “จริงๆ แล้วมันเป็นการทำงานแบบเดียวกับเครื่องเชื่อมแบบวงโคจร แต่คุณจะหมุนท่อ ไม่ใช่หมุนอิเล็กโทรดทังสเตนรอบท่อ ฉันใช้คบเพลิงแบบมือถือ แต่ฉันสามารถยึดคบเพลิงไว้ในตำแหน่งโดยใช้ที่จับ ในตำแหน่งที่ไม่ต้องใช้มือ ดังนั้นการเชื่อมจะไม่ได้รับความเสียหายจากการสั่นของมือมนุษย์หรือการสั่นสะเทือน ซึ่งจะช่วยลดปัจจัยข้อผิดพลาดของมนุษย์ได้มาก การเชื่อมแบบนี้ไม่สมบูรณ์แบบเท่าการเชื่อมแบบวงโคจร เนื่องจากไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปิด แต่การเชื่อมแบบนี้สามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมห้องปลอดเชื้อเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน”
แม้ว่าเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยวงโคจรจะให้ความบริสุทธิ์และทำซ้ำได้ แต่ Hammer และช่างเชื่อมคนอื่นๆ ก็รู้ดีว่าความสมบูรณ์ของรอยเชื่อมเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันเวลาหยุดทำงานอันเนื่องมาจากรอยเชื่อมล้มเหลว บริษัทใช้การทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง (NDT) และบางครั้งยังใช้การทดสอบแบบทำลายล้างด้วย สำหรับรอยเชื่อมด้วยวงโคจรทั้งหมด
“รอยเชื่อมทุกจุดที่เราทำนั้นได้รับการยืนยันด้วยสายตา” แฮมเมอร์กล่าว “หลังจากนั้นรอยเชื่อมจะได้รับการทดสอบด้วยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ฮีเลียม ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะเฉพาะหรือข้อกำหนดของลูกค้า รอยเชื่อมบางจุดจะได้รับการทดสอบด้วยรังสีเอกซ์ การทดสอบแบบทำลายล้างก็เป็นทางเลือกหนึ่งเช่นกัน”
การทดสอบการทำลายอาจรวมถึงการทดสอบความแข็งแรงแรงดึงเพื่อกำหนดความแข็งแรงแรงดึงสูงสุดของรอยเชื่อม เพื่อวัดความเค้นสูงสุดที่รอยเชื่อมบนวัสดุ เช่น สแตนเลส 316L สามารถทนได้ก่อนเกิดความล้มเหลว การทดสอบจะยืดและยืดโลหะจนถึงจุดที่แตกหัก
รอยเชื่อมของลูกค้าพลังงานทางเลือกบางครั้งต้องผ่านการทดสอบแบบไม่ทำลายด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงกับส่วนประกอบรอยเชื่อมของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามช่องที่ใช้ในเครื่องจักรและยานพาหนะพลังงานทางเลือก
“นี่เป็นการทดสอบที่สำคัญ เนื่องจากส่วนประกอบส่วนใหญ่ที่เราจัดส่งอาจมีก๊าซอันตรายผ่านเข้าไปได้ เป็นเรื่องสำคัญมากสำหรับเราและลูกค้าของเราที่สเตนเลสจะต้องไร้ตำหนิและไม่มีจุดรั่วซึมเลย” แฮมเมอร์กล่าว
Tube & Pipe Journal ได้กลายมาเป็นนิตยสารฉบับแรกที่มุ่งเน้นการบริการด้านอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990 ปัจจุบัน ยังคงเป็นสิ่งพิมพ์เพียงฉบับเดียวในอเมริกาเหนือที่มุ่งเน้นด้านอุตสาหกรรมและได้กลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The FABRICATOR ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ และเข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีคุณค่าได้อย่างง่ายดาย
ตอนนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Tube & Pipe Journal ได้อย่างสมบูรณ์แล้ว ซึ่งช่วยให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินกับการเข้าถึง STAMPING Journal ฉบับดิจิทัลอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึง The Fabricator en Español ฉบับดิจิทัลได้อย่างเต็มรูปแบบ ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลที่มีค่าของอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย