Spawanie Orbitalne – Pełny Przewodnik

W przypadku spawania rur spawanie orbitalne jest idealnym wyborem, gdy wymagana jest wysoka jakość wyników.

Najczęściej stosuje się spawanie TIG (Tungsten Inert Gas). Płomień spawalniczy porusza się wokół łączonych rur, kierowany przez system mechaniczny.

Okrągły obrót przyrządu spawalniczego wokół przedmiotu obrabianego daje początek nazwie spawanie orbitalne. Zasadniczo technika spawania orbitalnego obejmuje dwa główne obszary zastosowań.

  • Połączenia rura-rura, tuba-tuba
  • Spawanie rur do rur i arkuszy do arkuszy

Wszystkie rodzaje połączeń rurowych są objęte pierwszą kategorią. W tym zgrzewanie doczołowe i kołnierze do spawania, łuki, trójniki i zawory, czyli wszystkie potrzeby dotyczące rur i rur.

Druga grupa dotyczy produkcji kotłów i wymienników ciepła. Obejmuje różne zadania spawalnicze związane z operacjami spawania rur z dnem sitowym.

Co to jest spawanie orbitalne i jak to działa?

Maszyna do spawania orbitalnego

Podczas spawania orbitalnego narzędzie spawalnicze obraca się o 360 stopni wokół nieruchomego przedmiotu obrabianego. Pierwotnie stworzony w celu wyeliminowania błędów operatora podczas spawania TIG (Tungsten Inert Gas) i zapewnienia spójnej spoiny wokół rur i tub, co jest trudne do osiągnięcia przy użyciu ręcznych procedur spawania.

Przy pomocy komputera technika spawania orbitalnego może dawać wysokiej jakości, powtarzalne spoiny, zmniejszając potrzebę zaangażowania spawacza. Łączenie rura-rura/tuba-tuba oraz łączenie rura-ściana sitowa to dwa główne zastosowania tej procedury.

Roderick Rohrberg z North American Aviation po raz pierwszy wynalazł technikę w sektorze lotniczym w 1960 roku, aby naprawić wycieki paliwa i płynu hydraulicznego w samolocie badawczym rakiety X-15. Udoskonalone systemy sterowania, mobilność i źródła zasilania umożliwiły w latach 80. przenoszenie sprzętu do spawania orbitalnego między placami budowy.

Korzyści ze spawania orbitalnego

Czynniki ekonomiczne, technologiczne, organizacyjne i inne mogą mieć mniej lub bardziej istotne znaczenie, a nawet stać się czynnikiem decydującym o wyborze zmechanizowanego lub automatycznego spawania orbitalnego TIG. Metoda spawania orbitalnego ma wiele zalet, które sprawiają, że nadaje się do zastosowań przemysłowych. Oto główne korzyści.

Maszyna do spawania orbitalnego

– W porównaniu ze spawaniem ręcznym wzrosła wydajność.

W porównaniu do ręcznego spawania TIG metoda zautomatyzowana lub zmechanizowana zapewnia wyższą wydajność. Sprzęt do spawania orbitalnego zapewnia, że ​​autoryzowane sekwencje spawania są powtarzane w sposób ciągły, co zmniejsza ilość czasu poświęcanego na czasochłonne prace naprawcze.

– Wymagane są poziomy umiejętności operatora.

Certyfikowani spawacze są trudni do zdobycia i sowicie wynagradzani. Z drugiej strony wykwalifikowani mechanicy mogą prawidłowo obsługiwać sprzęt do spawania orbitalnego i uzyskiwać dobre wyniki po otrzymaniu odpowiednich instrukcji. Dzięki zastosowaniu tego urządzenia można zminimalizować koszty osobowe.

– Regularna doskonała jakość spoin

Ogólnie rzecz biorąc, jakość spoin wytwarzanych przez sprzęt zmechanizowany jest wyższa niż spawanie wykonywane przez człowieka. Cykl zgrzewania można powtarzać tyle razy, ile jest to konieczne, po opracowaniu odpowiedniego programu zgrzewania, bez odchyleń i prawie bez wad zgrzewania.

– Środowisko

Spawanie orbitalne można przeprowadzać nawet w nieprzyjaznym środowisku. Ograniczony pokój lub dostęp, słaby wzrok lub obecność promieniowania; przy prawidłowym ustawieniu głowicy spawalniczej spoinę można bez problemu wykonać z bezpiecznej odległości; zazwyczaj towarzyszy przekaz wideo.

– Kontrola jakości – Identyfikowalność

Nowoczesny sprzęt do spawania orbitalnego przeznacza się do monitorowania wpływających parametrów spawania w czasie rzeczywistym. Kompletny protokół spawania może zostać utworzony, zapisany lub wydrukowany. Gdy zaawansowane systemy przechwytywania danych są połączone bezpośrednio z najwyższej klasy systemem zarządzania jakością, działają w tle. Umożliwiają płynne przesyłanie danych bez przerywania procesu spawania. 

Spawanie Orbitalne – Ograniczenia

Pomimo zalet, istnieje również kilka ograniczeń związanych ze spawaniem orbitalnym. Po pierwsze, nie wszystkie obiekty można spawać orbitalnie, a po drugie, do spawania różnych obiektów potrzebne są różne głowice spawalnicze.

Ponadto sprzęt do spawania orbitalnego może kosztować 5-10 razy więcej niż początkowy koszt kapitału konwencjonalnego.

Kiedy należy stosować spawanie orbitalne?

Maszyna do spawania orbitalnego

Spawanie ręczne w określonych sytuacjach, może być trudne do osiągnięcia wysokiego poziomu bezpieczeństwa i jakości. Ponieważ użytkownik ma ograniczony dostęp, mogą wystąpić nieprawidłowe spoiny. Gdy spawacz próbuje zachować kontrolę nad jeziorkiem spawalniczym, jednocześnie równoważąc napięcie powierzchniowe i siłę grawitacji w różnych pozycjach palnika. Chociaż spawacz nadal będzie niezbędny do monitorowania i modyfikowania operacji, spawanie orbitalne może rozwiązać ten problem poprzez automatyzację procesu.

Częściej stosuje się spawanie orbitalne na tubach niż na rurach, ponieważ produkcja tub zapewnia jednolite średnice zewnętrzne. Są one lepsze dla prawidłowego dopasowania w głowicy spawalniczej.

Sektory półprzewodnikowe i farmaceutyczne, które wymagają wysokiej czystości i szczelności, przyjęły spawanie orbitalne jako standardową metodę łączenia systemów cieczowych i gazowych o wysokiej integralności.

Jest całkowicie zautomatyzowane i bardzo powtarzalne. Spawanie orbitalne powinno stosować się, gdy spawanie przez człowieka jest ryzykowne, a także gdy wymagane są ogromne ilości spoin.

Potrzebny sprzęt

Maszyny do spawania orbitalnego

Zasilanie, głowica spawalnicza oraz, w razie potrzeby, system podawania drutu to główne elementy systemu spawania orbitalnego. Dodatkowo w przypadku komponentów lub materiałów o określonej wielkości wymagane będzie zastosowanie systemu wody/chłodzenia. Przyjrzymy się każdemu z osobna:

– Programowalny zasilacz. Dzięki programowalnemu zasilaczowi można sterować różnymi parametrami, w tym natężeniem prądu, częstością tętna, przepływem gazu osłonowego, prędkością przesuwu głowicy spawalniczej i wyborem podawania drutu. Źródło zasilania powinno być wystarczająco lekkie do przenoszenia przez jedną osobę, zdolne do obsługi co najmniej czterech osi i kompaktowe.

– Orbitalne głowice spawalnicze. Do różnych celów potrzebne są głowice o różnych rozmiarach. Głowica spawalnicza powinna zawsze utrzymywać elektrodę w odpowiedniej pozycji, regulować przepływ prądu spawania, utrzymywać odpowiednią temperaturę i wywierać nacisk na spawane elementy.

– Podajnik drutu: W razie potrzeby podajnik drutu może być wspawany w głowicę urządzenia lub stanowić część oddzielnego systemu.

– Układ chłodzenia (woda/powietrze). Układ chłodzenia, który wykorzystuje powietrze lub wodę, zapobiega przegrzaniu sprzętu spawalniczego, jednocześnie chroniąc operatora przed ciepłem wytwarzanym w procesie.

Oto kilka przykładów możliwych zastosowań:

– W półprzewodnikach stosuje się spoiny orbitalne, aby zapewnić wydajne spoiny wsadowe o czystych powierzchniach i zminimalizować gromadzenie się zanieczyszczeń.

– Części lotnicze. Od dziesięcioleci przemysł lotniczy polega na spawaniu orbitalnym. Aby wykonywać spoiny, które mogą wytrzymać naprężenia związane z lotem na dużych wysokościach, zachowując płynność i bezbłędność.

– Komponenty do żywności, nabiału i napojów. Ponieważ te komponenty muszą przekraczać wymagania czystości i bezpieczeństwa, spawanie orbitalne często wykorzystuje się do wytwarzania spoin o dużej gładkości i penetracji.

Pytania Dotyczące Spawania Orbitalnego

Spawanie orbitalne tuba-tuba

Jakim procesem jest spawanie orbitalne?

Spawanie orbitalne to specjalistyczna procedura spawania łukowego, która zabezpiecza rury lub rury poprzez obracanie (lub orbitowanie) elektrody wokół przedmiotu w celu wykonania spoiny.

Czy spawanie orbitalne jest trudne?

Spawanie orbitalne nie jest szczególnie trudne do wykonania, ponieważ jest zautomatyzowane. Ustalenie ustawień spawania i wprowadzenie niezbędnych modyfikacji w trakcie całej operacji wymaga umiejętności i doświadczenia.

Jaki rodzaj elektrody używać w spawaniu TIG?

Elektrody wolframowe do spawania zmechanizowanego lub zautomatyzowanego powinny mieć zwężający się koniec, aby zapewnić stabilny i zwarty kształt łuku spawalniczego. Natężenie prądu spawania wpływa na średnicę elektrody, kąt szlifowania „A” i średnicę „M” spłaszczonej końcówki. Tutaj możesz dowiedzieć się więcej o spawarkach TIG.

Czy spawanie orbitalne jest automatyczne?

Ze względu na swoją powtarzalność i ergonomię, spawanie orbitalne jest idealne do wytwarzania dużych ilości spoin. Jest całkowicie zautomatyzowane dzięki silnikom obrotowym i sterownikom, a także inteligentnej stacji spawalniczej (zasilanie). Spawanie automatyczne odnosi się do wykorzystania kombinacji urządzeń półautomatycznych i zmechanizowanych w różnych zastosowaniach.

Który rodzaj spawania jest najmocniejszy?

W porównaniu ze spawaniem MIG lub innymi technologiami spawania łukowego, spawanie TIG generuje najczystsze i najdokładniejsze spoiny, dzięki czemu jest najsilniejsze. Niemniej jednak różne projekty spawalnicze mogą wymagać różnych sposobów; podczas gdy TIG jest zwykle mocniejsze i lepszej jakości, powinieneś użyć innej metody, jeśli projekt tego wymaga, na przykład sczepiania ręcznego.

Wniosek

Nawet przy unikalnych materiałach, elementach o znacznej grubości ścianek, małych średnicach lub trudnych/niebezpiecznych warunkach, spawanie orbitalne może tworzyć niezwykle powtarzalne, godne zaufania spoiny. Ze względu na te cechy spawanie orbitalne stało się powszechnie stosowaną technologią w różnych sektorach i zastosowaniach.

Chociaż potrzebny sprzęt jest droższy niż sprzęt tradycyjny (kosztuje 5-10 razy więcej), spawanie orbitalne może zapewnić wydajność 2-3 razy wyższą niż spawanie TIG.

O autorach

Author Image

Artur Kowalski

Jestem certyfikowanym ekspertem ds. spawania i twórcą DobrySpawacz.com, bloga, na którym dzielę się ponad 30-letnim doświadczeniem w branży spawalniczej. Skontaktuj się ze mną pod adresem [email protected] w razie potrzeby pomocy.