Орбитальная сварка высокой чистоты: что это такое и почему подготовка труб определяет качество сварного шва

За прошедшие годы мы стали свидетелями того, как многие проекты сварки высокой чистоты проваливались по причинам, не связанным с самим сварным швом. Трубку вырезал квадратной формы. Внутри соединения остался крошечный заусенец. Торцевая грань имела небольшой конус. Подобные мелкие детали становятся настоящими проблемами, когда головка для орбитальной сварки начинает свой проход. В этой статье мы рассматриваем орбитальную сварку высокой чистоты с точки зрения производителя, уделяя особое внимание этапам подготовки, которые создают или разрушают окончательное соединение.

Что такое орбитальная сварка высокой чистоты?

Орбитальная сварка высокой чистоты — это автоматизированная форма сварки TIG, также называемая GTAW. Механическая головка вращает вольфрамовый электрод вокруг неподвижной трубки, создавая непрерывную зону плавления на 360 градусов. Поскольку дугой управляет машина, а не рука сварщика, процесс имеет высокую повторяемость даже при работе с тонкостенной нержавеющей сталью, титаном и никелевыми сплавами.

Термин «высокая чистота» описывает как предполагаемое обслуживание, так и требуемый уровень ухода. На заводах по производству полупроводников, в фармацевтических системах водоснабжения и на предприятиях пищевой промышленности один грубый или обесцвеченный сварной шов может задерживать частицы, содержать бактерии или изменять химический состав чувствительной жидкости. Вот почему эти отрасли выбирают орбитальную сварку, а не ручную сварку.

Орбитальная сварка также дает практические преимущества, помимо чистоты: более короткое время цикла, меньшая зависимость от высококвалифицированных сварщиков и полное документирование параметров сварки. При правильной настройке процесс может постоянно соответствовать таким стандартам, как ASME BPE. Но ни одно из этих преимуществ не имеет значения, если трубка, подведенная к сварочной головке, не подготовлена ​​правильно.

Почему подготовка труб определяет качество сварки

Когда производители впервые обращают внимание на орбитальную сварку, они, естественно, сосредотачиваются на источниках питания, сварочных головках и защитном газе. По нашему опыту, подготовка пробирок заслуживает такого же внимания. Головка для орбитальной сварки может работать только с тем соединением, которое вы ей зададите.

Плохой срез оставляет неровный зазор или расплывчатый край. Это меняет поведение дуги и может привести к неполному сращению одной стороны сустава. Еще более опасны заусенцы на внутреннем диаметре: они могут оторваться во время сварки и стать загрязнителями в якобы чистой линии. Непрямоугольная торцевая поверхность приводит к тому, что трубка располагается под углом, создавая неравномерный тепловой поток и, зачастую, брак.

Вот почему каждый серьезный проект высокой чистоты должен начинаться с этапа резки, в результате которого получается квадратный конец без заусенцев. Наша автоматическая сервоподача машина для резки труб делает именно это. Он подает трубу, надежно зажимает ее и обеспечивает прямой и чистый рез, что дает головке для орбитальной сварки надежную отправную точку.

Полностью автоматический станок для резки труб с сервоприводом серии с ЧПУ Эта автоматическая пила обеспечивает квадратные пропилы без заусенцев с точностью благодаря сервоприводу, что делает орбитальную сварку надежной отправной точкой для получения стабильных соединений высокой чистоты. Посмотреть продукт →

Если разрез сделан правильно, следующей задачей будет последовательная подготовка концов. Фаска на конце трубы влияет на то, насколько равномерно проварится сварной шов и насколько хорошо проварится корень сварного шва. Для тонкостенных трубок высокой чистоты обычно достаточно небольшой и одинаковой фаски, но она должна быть одинаковой на каждой детали.

Чистота газа и условия сварки

После того как конец трубки обрезан и подготовлен, следующей переменной становится атмосфера вокруг дуги. При орбитальной сварке в условиях высокой чистоты в качестве основного защитного газа используется аргон, обычно чистотой 99,995% или выше. Для систем UHP минимум обычно составляет 99,999% аргона. Внутренняя часть трубки продувается газом той же марки. Если в зону сварки попадет кислород, сварной шов окислится, а поверхность станет синей или серой — явный признак того, что соединение неприемлемо.

Для увеличения тепловложения при большей толщине стенок можно добавить гелий, но в большинстве случаев для сварки труб высокой чистоты используется прямой аргон. Также важно контролировать время продувки и расход газа. Слишком маленькая продувка оставляет остаточный кислород; слишком высокий поток может создать турбулентность, которая затянет воздух в дугу.

Где используется орбитальная сварка высокой чистоты

Отраслям промышленности, в которых используется орбитальная сварка высокой чистоты, нужен один и тот же результат: гладкая, без щелей, устойчивая к коррозии трубная система. Этот процесс можно встретить в линиях полупроводникового газа, фармацевтических системах водоснабжения, биотехнологических трубопроводах, линиях пищевой и молочной промышленности, а также в некоторых аэрокосмических приложениях. В любом случае металл сварного шва должен соответствовать коррозионной стойкости основной трубы, а внутренняя поверхность должна оставаться максимально гладкой.

Наша компания поставляла оборудование для производства труб клиентам в много разных отраслей , включая отрасли, ориентированные на точность, такие как аэрокосмическая промышленность. Уроки сварки высокой чистоты полезны даже тогда, когда окончательное применение не является строго высокой чистотой, поскольку они учат дисциплине в отношении качества резки, чистоты и воспроизводимой настройки.

Создание надежного процесса получения сварных швов высокой чистоты

Наладьте хороший процесс, и орбитальная сварка высокой чистоты станет удивительно предсказуемой. Начните с подтверждения материала трубки, толщины стенки и качества поверхности. Затем разрежьте его на станке с жесткими допусками. Последовательно снимите заусенцы и сделайте фаску на концах. Очистите трубку подходящим растворителем и работайте с ней в перчатках. Настройте потоки продувочного и защитного газа, выполните пробную сварку на куске лома и задокументируйте каждый параметр, чтобы можно было воспроизвести результат.

На этапе снятия фаски практичным выбором может быть станок для снятия фасок с двумя головками, поскольку он подготавливает оба конца трубы за одну операцию, сохраняя однородную геометрию от детали к детали.

Многосторонний станок для снятия фаски с двойной головкой серии DEF AC Подготовьте оба конца трубы за одну операцию с одинаковой геометрией фаски, гарантируя равномерный проплавление сварного шва и проварку корня тонкостенных труб высокой чистоты. Посмотреть продукт →

Мы также написали более подробное руководство по станкам для резки труб , включая типичные ошибки и способы их избежать. В этом руководстве основное внимание уделяется машинной стороне процесса, а в этой статье больше рассказывается о самой сварке.

Орбитальная сварка высокой чистоты — мощный процесс, но он не стирает ошибок, допущенных на предыдущем этапе. Сварочная головка, источник питания и газовая система — все должно быть в порядке. Не менее важны разрез, фаска и чистота трубки. Сделайте это правильно, и процесс сварки вознаградит вас стабильными и надежными соединениями.

Если вы отвечаете за производство труб в среде высокой чистоты, мы будем рады обсудить оборудование для подготовки, подходящее для вашей линии. Наша цель — от точной резки до снятия фасок и формирования концов — помочь вам доставить трубы, готовые к сварке.