A lehető legmagasabb minőségű kötési összeköttetések gyártóknál és felhasználóknál

1. ábra: Munkavégzés tisztatéri környezetben / 1. ábra: Munkavégzés tisztatéri környezetben

Ábra. 2: Optimalizált hegesztési paraméterek egy adott alapanyag-raktárhoz.

Ábra 2: Optimalizált hegesztési paraméterek egy adott anyagcsoportra.

Ábra 3: Hegesztési eljárásleírás (Welding Procedure Specification) egy adott alkatrész gyártásához. / Fig. 3: Hegesztési eljárásleírás egy adott alkatrész gyártásához.

Ábra 3: Hegesztési eljárási utasítás (Welding Procedure Specification) egy adott alkatrész gyártásához. / Fig. 3: Hegesztési eljárási utasítás egy adott alkatrész gyártásához.

Ábra. 4: Zárt WIG-orbitális hegesztőfej

Ábra 5: Tiszta szobai berendezés: a zárt WIG-orbitális hegesztőfej és a tapintható képernyő a tisztatérben található, míg a hegesztőáramforrás a szervizterületen kívül helyezkedik el. / 5. ábra: Zárt orbitális hegesztőfejjel és érintőképernyővel ellátott hegesztőberendezés a tisztatérben, a tápegység pedig a szervizterületen kívül.

Ábra. 6: Dockweiler által rendelkezésre bocsátott "Weldability Complaint Report" űrlap a hegesztési problémák esetén. / 6. ábra: Dockweiler "Weldability Complaint Report".

Fúzióképesség mint alapvető termékjellemző

Az előregyártott beépítési alkatrészek gyártójaként, amelyek magas tisztaságú rozsdamentes acélcső rendszerekhez készülnek, a német családi vállalkozás, a Dockweiler, világszerte vezető szerepet tölt be a berendezésgyártásban a félvezető, gyógyszeripar, biotechnológia és fotovoltaika területein. A kínált komponensek nagy része egyedi alkatrészek összehegesztéséből származik, ezért a hegesztéstechnika kiemelt szerepet kap a vállalati filozófiában.

Mint ahogy a legtöbb vállalat, amely sikeres hegesztési folyamataira támaszkodik, a Dockweiler is rendszeres ellenőrzéseket végez minden beérkező alapanyag esetében, azonban ebben az esetben nemcsak a saját gyárban gyártott összekötő kötéseket kell kiváló minőségben biztosítani, hanem lehetővé kell tenni az ügyfelek számára is, hogy a legszigorúbb előírásoknak megfelelő hegesztési varratokat készíthessenek.

A kínálat részeként szereplő egyszerű geometriai formájú komponensek, mint például csövek, csőívek, elágazások, csökkentő szakaszok vagy fedél, valamint összetettebb szerelvények, mint például gyűjtők, szelepek, úgy vannak kialakítva, hogy csővezeték-rendszer részeként magas technológiai szintű gyártási létesítmények ellátására, magas tisztaságú folyadékok vagy gázok szállítására szolgáljanak.

Átfogó ellenőrzés a beérkező alapanyagokon

A Dockweiler minden beérkező beszállítói alkatrészt alapos beszállítási ellenőrzésnek vet alá. Az alapanyagokat csak akkor fogadják el, ha azok megfelelő gyártási tanúsítványokkal vannak kísérve, a nyersanyagok kémiai összetételét rendszeresen elemzik, és meg kell felelniük a hatályos szabványoknak vagy a meghatározott előírásoknak, a méret- és formai toleranciák a megadott határértékeken belül maradnak, valamint a mechanikai jellemzők és a korrózióállóság legalább az egyeztetett értékeket el kell érjék.

Sikeres beérkezési vizsgálat után a részeket hegesztéstechnikai tulajdonságaik szerint vizsgálják. A legtöbb esetben elegendő a szakemberek számára néhány, előzetesen végzett próbahegesztés látványos ellenőrzése, hogy meghatározzák a próbaminták orbitális hegesztéséhez szükséges paraméterértékeket. A hegesztett minták minőségét részletes vizsgálatoknak vetik alá: gondos vizuális ellenőrzés a hegesztési varrat területén, a varratgeometria a cső belső és külső oldalán, a varrat felületének állapota, színelváltozások stb. szükség esetén metallográfiai metszetképekkel vizsgálják, hogy megfelelő és egyenletes áthidalás történt-e minden pozícióban, hogyan alakul a hőhatás zóna, történt-e durva szemcsésedés vagy szétválás. A kapott eredményeket, beleértve a mechanikai jellemzőket és a korrózióállóságot, felhasználják a programozott hegesztési paraméterek végső optimalizálására. Mivel a hegesztési sebesség növelése a csőátmérő kicsi volta miatt nem eredményez gazdaságilag ésszerű rövidülést a szikrafogó időben, az optimalizálás kizárólag a legjobb hegesztési varratminőség érdekében történik. Az adott alapanyag-részlethez tartozó hegesztési paramétereket tartalmazó űrlap az 2. ábrán látható.

A belső gyártási szabvány a legszigorúbb követelményeknek felel meg

Most azt kell kideríteni, hogy talán néhány vagy akár az összes vizsgált alapanyag megfelel-e a Dockweiler belső gyártási szabványának. Ez a belső szabvány a házi felhasználásra készült, és a legszigorúbb követelményeket tartalmazza minden alkalmazandó szabvány és előírás között. Az ezen szabvány szerint gyártott alkatrészek később minden ügyfél számára szállíthatók, teljesen függetlenül attól, hogy az adott esetben milyen specifikációkat kell alkalmazni.

A többi alapanyagot egy átfogóbb osztályozási rendszer szerint értékelik, és 1-től 5-ig terjedő osztályzatot kapnak. Ezen osztályzatok alapján döntenek arról, hogy az adott anyag legalkalmasabb-e a felhasználásra. Míg egyes alkatrészek feldolgozási tulajdonságaik miatt jobban alkalmasak lehetnek gyógyszeripari alkalmazásokra, mások ideális feltételeket kínálhatnak a félvezetőgyártásban való felhasználáshoz. A Dockweiler tapasztalatai szerint az anyagok esetében a félvezető alkalmazásokhoz csak a 3-as vagy jobb osztályzat jöhet szóba.

Kifejlett hegesztéstechnika

Az anyagok megfelelő minősége és a használt alkatrészek megfelelő geometriai kialakítása elengedhetetlen feltétele a kiváló hegesztési minőség elérésének, de a hegesztési folyamat, a berendezés, az anyagok, a munkakörülmények stb. ugyanolyan gondossággal kell legyen kiválasztva.

A WIG-hegesztés az egyik legalkalmasabb módszer, ha érzékeny rozsdamentes acél vagy nikkelötvözetek összekapcsolásáról van szó. A folyamat során nem szabad füstöt kibocsátani, és nem keletkeznek cseppek sem, a varrat sima és egyenletes felületű lesz, a hegesztési paramétereket pedig széles határok között lehet beállítani, hogy ne befolyásolják hátrányosan az alapanyagok különleges tulajdonságait.

Bárki, aki próbálta már, megerősítheti, hogy a vékony falú csövek összekötése manuális WIG-hegesztéssel rendkívül nehéz feladat. Csak jól képzett, magas motivációjú hegesztő személyzet képes elérni a kívánt eredményeket; a reprodukálhatóság hiánya és az extrém alacsony termelékenység csak néhány oka annak, hogy ezt a módszert lehetőség szerint elkerüljék.

A WIG-orbitális hegesztés lehetővé teszi a magas minőségű csövek összekapcsolásának hatékony növelését, és egységes, magas színvonalú hegesztési varratokat biztosít. A WIG-hegesztőfejet egy megfelelő eszköz segítségével a csövek körül körbeforgatva vezetik végig. A hegesztési paraméterek optimalizált értékeit előre programozzák és a rendszer vezérlőegységébe mentik. A hegesztő kezelő a hegesztési eljárás (Welding Procedure Specification, WPS) utasításait követi, egy teljes hegesztési utasítás (WPS) a T-idom összekapcsolására az 3. ábrán látható. A hegesztés előkészítése során a kezelő a forgófejet a munkadarabokra pozícionálja, majd elindítja a hegesztési ciklust. A folyamat ezután teljesen automatikusan zajlik, a kezelőnek nem kell beavatkoznia, a ciklus végén pedig leválasztja a forgófejet az összekapcsolt csövekről, és azonnal a következő feladatra térhet.

A vékony falú csövek hegesztése kiegészítő anyag nélkül történhet, a cső végeit a szikra olvasztja meg, és így alakul ki a kívánt varrat. A feladatra kifejlesztett zárt orbitális hegesztőkar egy példányát a 4. ábra mutatja. A teljes hegesztési varrat területe a kar belsejében található kamrában helyezkedik el. A hegesztés előtt, közben és után a kamrát inert gázzal töltik meg, így a folyékony olvadék és a környező hőhatás zóna megbízhatóan védve van a nem kívánt reakcióktól a levegő oxigénjével. A hegesztőfej maga egy gyémánt elektróda, amely egy forgó gyűrűhöz van rögzítve a hegesztőkarban, és a varrat mentén mozog.

Reinraum-alkalmas hegesztőberendezés

Az elvárt minőségi követelményeknek való megfelelés érdekében a Dockweiler által gyártott beépítési alkatrészek tiszta helyen, a 1. ábrán látható módon készülnek. A tiszta helyen egy ellenőrzött atmoszféra uralkodik, azaz a levegőben lebegő részecskék száma és mérete meghatározott határértékekhez kötött. A levegőt folyamatosan a mennyezet alatti szűrőkön keresztül szívják be, és lamináris áramlás formájában halad át a térben. A levegőáramban esetlegesen jelen lévő részecskék a légáram által szállítódnak, és a szellőzőnyílásokon keresztül eltávoznak a tisztatér alján.

Az emberek jelenléte a tisztatérben jelentős részecskemennyiséget szabadít fel, ezért a bőr és a haj fedése a lehető legteljesebb legyen. A tisztatérben dolgozó személyek továbbá tartózkodnak a hirtelen mozdulatoktól. Hasonló okokból sok technikai berendezés nem alkalmas tisztatéri használatra, különösen, ha azok zavarják a lamináris áramlást, például meleg felületek vagy erős ventilátorok révén.

Az orbitális zárt hegesztőkarok használata engedélyezett tisztaterekben. Bár az elektromos ív által kibocsátott részecskék mennyisége jelentős lehet, ezek a kamrában maradnak, és nem szennyezik a környező atmoszférát.

A WIG-hegesztőáramforrások hőt termelnek, amelyet erős ventilátorok fújnak ki a környezeti levegőbe, ezért ezek teljesen alkalmatlanok tisztatéri alkalmazásra. A hegesztőberendezés cseréje során a Dockweiler a francia Polysoude cégtől származó, P4 típusú hegesztőáramforrásokat szerzett be, amelyek kifejezetten tisztatéri környezetben való használatra készültek. Az elektromos forrást teljesen elválasztották a hegesztőberendezés többi részétől, és a szervizterületen, a tisztatér kívül helyezték el, csak a kezelőpult és a zárt hegesztőkar található a tisztatérben (5. ábra).

A kezelőpult felülete sima, könnyen tisztán tartható, nincsenek kapcsolók vagy más mozgó alkatrészek, amelyek por vagy szennyeződés felhalmozódását okozhatnák. A védőruházat viselése sem okoz problémát a kezelő számára, a tapintásérzékeny képernyőn a funkciógombokat könnyen lehet kezelni kesztyűben is. A folyamat során a valós idejű hegesztési adatok folyamatosan értékelődnek, így a hegesztési ciklus menete és minden fontos paraméter „élőben” követhető a grafikus ember-gép interfészen keresztül.

Programozható és nem programozható hegesztési paraméterek

A hegesztési kapcsolat kialakulását sok tényező befolyásolja, amelyeket általában hegesztési paramétereknek nevezünk. A Dockweiler szakemberei számos ilyen tényezőt ismernek, amelyek sikeres összekapcsolás vagy annak kudarcát befolyásolhatják.

Néhány hegesztési paraméter olyan nagy hatással van a folyamatra, hogy magától értetődő, hogy minden hegesztés előtt vagy ellenőrzés céljából be kell állítani őket. A manuális eljárásoknál a hegesztő a hegesztőberendezés kezelőfelületein rendszeresen szabályozza és ellenőrzi ezeket a paramétereket, az automatizált WIG-hegesztésnél viszont előre meg vannak határozva és programozva. Ezért ezeket a paramétereket programozható hegesztési paramétereknek nevezzük.

Egy tipikus orbitális hegesztési ciklus során a következő funkciók és a hozzájuk tartozó paraméterek kerülnek meghatározásra:

- Gáz előáramlás: az időtartam a szikra gyújtása előtt, amikor a kamrát védőgázzal töltik fel és tisztítják.
- Gyújtás: általában magas frekvenciájú elektromos kisüléssel gyújtják meg a szikrát.
- Hegesztőáram: általában pulzáló egyenárammal hegesztenek, így a pulzusszám, a pulzus- és alapáram értékeket programozni kell.
- Forgómozgás: a lineáris hegesztési sebesség a hegesztőfej fordulatszámától és a csőátmérőtől függ.
- Sektortok: a különböző gravitációs hatások és a folyamat során növekvő munkadarab hőmérsékletének kompenzálására programozhatók szektorok. Csökkentett energia bevitelnél például a szektor időtartamának növelésével érhető el.
- Áram csökkentése: a hegesztés végén az áram lassú csökkentése a szikra megszakadásához vezethet, ezért az áramot a ciklus végén fokozatosan csökkentik (Downslope).
- Gáz utóáramlás: az időtartam a szikra megszakadása után, amikor a védőgáz tovább folyik a kamrában, hogy a varrat és a környező alapanyag megfelelően lehűljön.

Miután a hegesztőberendezést szakszerűen üzembe helyezték, a programozott hegesztési ciklus a tervek szerint végrehajtható. Az üzembe helyezéshez tartozik az elektromos és a hegesztő- és formáló gázhálózat összekötése; a megfelelő összetételű, megfelelő csúcsponttal és pontos hosszúsággal rendelkező gyémánt elektróda behelyezése a hegesztőfejbe, valamint a csavarócsapágyak kiválasztása és felszerelése a hegesztendő csövek külső átmérőjének megfelelően.

A készülék bekapcsolása után a forrásnak időre van szüksége, hogy elérje működési hőmérsékletét, és megbízhatóan szabályozza a programozott hegesztőáramokat; a hegesztő- és formáló gáz áramlását manuálisan kell beállítani és fenntartani, amíg a csövek, tömlők és szelepek megfelelően át nem tisztultak, és a levegő oxigénje, valamint a nedvesség el nem távozott. Elégséges számú próbahegesztés elvégzése biztosítja, hogy a hegesztőkar felmelegedjen, és az esetlegesen benne lévő szennyeződések eltűnjenek.

Most a berendezés készen áll, és megkezdődhetnek a gyártási hegesztések.

A orbitális hegesztőberendezés üzembe helyezése viszonylag összetett folyamat. Míg a programozható paraméterek értékei a hegesztési programban tárolódnak, a berendezés előkészítésével és a nem programozható paraméterek beállításával vagy ellenőrzésével kapcsolatos utasításokat a hegesztési utasításban (WPS) kell pontosan rögzíteni.

Orbitális hegesztés az előregyártásban vagy a helyszínen

Az orbitális hegesztőberendezések úgy vannak kialakítva, hogy a programozott hegesztési ciklus bármennyiszer ismételhető legyen. A jó hegesztési eredmény akkor marad reprodukálható, ha a körülmények változatlanok maradnak. A szakemberek a Dockweilernél bíznak a gyártási eszközök alapos ismeretében, és szigorúan ügyelnek arra, hogy a véletlen változások ne zavarják meg a bevált munkafolyamatot. Továbbá, a berendezésekhez telepített eszközök segítenek fenntartani a magas minőséget: gáztisztító egységek és részecskeszűrők, amelyek a hegesztő- és formáló gázellátás előtt találhatók, eltávolítják a szállított szennyeződéseket és a maradék nedvességet; egy mérőeszköz a formáló gáz kilépési nyílásánál tájékoztat a maradék oxigénszintről, és lehetővé teszi a gázfogyasztás és az időráfordítás minimalizálását.

Összefoglalva elmondható, hogy a fokozott erőfeszítés valóban hozzájárul ahhoz, hogy mindig hibátlan és a követelményeket felülmúló hegesztési kapcsolatokat kapjunk. Azonban, ahogy már korábban említettük, a hegesztési szakemberek csak a feladatuk felét teljesítették sikeresen.

Feladataik teljes körű ellátásához a szakembereknek még biztosítaniuk kell, hogy a Dockweiler által szállított komponenseket az ügyfelek sikeresen hegesztik be.

A villamos ív hegesztése egy építkezésen mindig kritikus folyamatnak számít. Ellentétben egy gyárépülettel, a helyszínen számos olyan körülmény van, amelyeket nem vagy csak részben lehet befolyásolni és ellenőrizni. Az elektromos energiaellátás gyakran megszakad, instabil vagy erősen eltolódott fázisszögű. A változó környezeti hatások, mint például a hőmérséklet-ingadozások és a kondenzációs nedvesség, károsíthatják a berendezéseket és az anyagokat, és nem mindig biztosított a por és szennyeződés elleni védelem.

Ezek a kedvezőtlen munkakörülmények számos hegesztési hiba megfigyeléséhez vezethetnek: gyenge vagy túl erős áthidalás, nem megfelelő varratgeometria, pórusok képződése, színelváltozások, csak néhány példát említve. Természetesen nem kell külön megemlíteni, hogy ezek a hibák a mechanikai jellemzőket és a korrózióállóságot is károsan befolyásolják.

De a nem megfelelő munkakörülmények nem az egyetlen okai a sikertelenségnek az ügyfél oldalán végzett hegesztési eredményekben: a hegesztőberendezések rossz előkészítése, a berendezés szakmaiatlan kezelése, programozási hibák, a csövek és/vagy anyagok rossz minősége, meghibásodott berendezések stb. gyakran okozzák, hogy az elvárt eredmények elmaradnak.

Amennyiben az ügyfél műszaki támogatást kér, kérjük, részletes tájékoztatást adjon a felhasználásról, az alkalmazott berendezésről és a felmerült problémákról, valamint töltse ki a Dockweiler által biztosított „Weldability Complaint Report” (6. ábra) űrlapot. A hegesztési szakemberek megpróbálják megállapítani, hogy a kliens által alkalmazott személyzet rendelkezik-e a hegesztőberendezés kezeléséhez szükséges tapasztalattal, és megfelelő tapasztalattal bír-e a hegesztési feladatban, így kizárva a hibás üzembe helyezést, a rosszul csatlakoztatott vezetékeket, tévesen betöltött programokat, véletlenül használt anyagokat, helytelenül pozícionált munkadarabokat és hasonló kezdő hibákat.

Az is kiderül, hogy a probléma eredetileg jelentkezett-e, vagy esetleg a kliens már sikeresen végzett néhány hegesztést. A legtöbb programozási hiba könnyen feltárható a szakemberek számára, ha rendelkezésre áll a program. A neves hegesztéstechnikai cégek gyakran jelentős erőforrásokat fordítanak és sok időt és pénzt fektetnek be, hogy megszerezzék a szükséges tapasztalatokat, és megbízható hegesztési utasításokat és programokat alakítsanak ki, ezért ezeket a szakmai tudásokat üzleti titokként kezelik, amelyhez külső személyek nem férhetnek hozzá. Ez az álláspont érthető és elfogadható, ugyanakkor kétségtelenül nem járul hozzá a konkrét hegesztési problémák gyors megoldásához.

Természetesen a Dockweiler elsődleges célja, hogy távoli diagnózissal próbálja megoldani az ügyfél kérdéseit, de a meghibásodások, például hibás elektronikus alkatrészek, szivárgó gázellátások, bizonytalan zavarok vagy más súlyos problémák esetén gyakran csak helyszínen lehet tisztázni azokat. Ilyen esetekben a szolgáltatásnyújtás érdekében megpróbálják szervezni a helyszíni szervizt. Különösen összetett problémák esetén szükség lehet az adott berendezés gyártójának bevonására is. A Dockweiler szakemberei szorosan együttműködnek különböző hegesztéstechnikai cégekkel, és a Polysoude ügyfélszolgálata a gyors reagálás és a szakképzett támogatás révén jó hírnévre tett szert.

Akár az ügyfél aggódik a hegesztési eredmények apró rendellenességei miatt, akár a hegesztéstechnika teljes kiesésével küzd, a Dockweiler hegesztési szakemberei mindig sikerült megtalálniuk a megfelelő megoldást, és elkötelezettek abban, hogy a jövőben is a legjobbat nyújtsák.

Összefoglalás

A magas tisztaságú rozsdamentes acélcső rendszerek előregyártott beépítési alkatrészeinek szakszerű gyártása szigorú beszállítási ellenőrzést, a felhasznált alapanyagok hegesztési tulajdonságainak átfogó osztályozását, valamint korszerű hegesztőberendezéseket igényel. A hegesztés nélküli WIG-orbitális eljárás a legalkalmasabb módszer a vékony falú csövek összekapcsolására, különösen a legmagasabb minőségi követelmények esetén. A francia Polysoude cég, mint vezető gyártó és forgalmazó, automatizált ívhegesztő berendezéseket kínál nemzetközi piacon, és különösen olyan gépeket, amelyek kifejezetten tisztatéri alkalmazásra készültek.

A folyamatos magas minőségű alkatrészek kínálata elengedhetetlen ahhoz, hogy megfeleljenek a magas színvonalú csőhálózatokkal szemben támasztott követelményeknek, ugyanakkor a tartós értékesítési siker csak akkor érhető el, ha az ügyfelek megbízható tanácsokat és technikai támogatást kapnak. Ez különösen igaz a hegesztési kapcsolatokat illetően, amelyeket a felhasználók a műhelyben vagy a helyszínen készítenek el. A Dockweiler ezért széles körű információkat biztosít ügyfeleinek, például bevált hegesztési paramétereket, de komoly problémák esetén a felhasználók közvetlenül is kapcsolatba léphetnek a cég szakértő hegesztőivel. Hosszú évek tapasztalatával és gyakran szoros együttműködésben a berendezésgyártókkal, a Dockweiler szakemberei mindig sikerrel találtak megoldást minden felmerült problémára, és elkötelezettek abban, hogy a jövőben is a legjobb tudásuk szerint járjanak el.