什么是軌道焊接？（權(quán)威指南）

2022-02-2711:02:16已關(guān)閉評(píng)論

軌道焊接是一種焊接工具圍繞靜態(tài)工件旋轉(zhuǎn) 360°（或在雙向上焊接中為 180°）的技術(shù)。最初開(kāi)發(fā)用于解決鎢極惰性氣體 (TIG)焊接（也稱為氣體鎢極電弧焊 (GTAW)）中的操作員錯(cuò)誤問(wèn)題，并允許在管道和管子周?chē)鷮?shí)現(xiàn)均勻的焊接，這可能是手工焊接難以實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。

軌道焊接過(guò)程可以使用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建高質(zhì)量的可重復(fù)焊接，這意味著幾乎不需要焊接操作員的干預(yù)。該過(guò)程用于兩個(gè)主要應(yīng)用；管對(duì)管/管對(duì)管連接和管對(duì)管板連接。

該工藝最初由北美航空的羅德里克·羅爾伯格（Roderick Rohrberg）于 1960 年由航空航天工業(yè)開(kāi)發(fā)，用于解決 X-15 火箭研究飛機(jī)中的燃料和液壓油泄漏問(wèn)題。在 1980 年代，控制系統(tǒng)、便攜性和電源的改進(jìn)意味著軌道焊接機(jī)可以在建筑工地之間運(yùn)輸。

它是如何工作的？

軌道焊接使用專(zhuān)用機(jī)器夾緊待焊接的管子或管道，同時(shí)焊接電弧圍繞工件旋轉(zhuǎn)（在“軌道”中）。由于焊接參數(shù)由微處理器設(shè)置，因此可以存儲(chǔ)和重復(fù)使用這些設(shè)置，這使得該過(guò)程具有高度可重復(fù)性。

軌道焊接可以使用消耗性或非消耗性電極完成，前者使用來(lái)自送絲機(jī)的電源為電弧提供金屬，而后者使用固有的軌道焊接系統(tǒng)的封裝電極和鎢惰性氣體。這些方法中的每一種都有自己的用途和好處。

自 1980 年代以來(lái)，一個(gè)行業(yè)已經(jīng)發(fā)展為生產(chǎn)用于高純度軌道焊接應(yīng)用的配件、儀表、調(diào)節(jié)器、閥門(mén)和其他物品。用于高純度應(yīng)用的管焊接需要使用全封閉焊頭。

為了獲得完全的可重復(fù)性，評(píng)估焊頭也很重要，確保內(nèi)部部件沒(méi)有被碳沉積物燒焦，從而使電流短路。焊頭需要清潔和維護(hù)，以防止零件隨著時(shí)間的推移而磨損。

雖然這是一個(gè)高度自動(dòng)化的過(guò)程，但仍然需要工程師有效地操作機(jī)器。盡管已將焊接參數(shù)輸入到焊機(jī)中，但可變約束意味著焊工可能需要采取糾正措施。這包括定期檢查樣品或試樣的焊接熔深差異。這些試樣通常在焊接班次開(kāi)始時(shí)以及在進(jìn)行調(diào)整或更改時(shí)隨時(shí)準(zhǔn)備。這些試樣必須繼續(xù)顯示完全滲透和一致的珠子寬度。

軌道焊接的質(zhì)量取決于所用材料的質(zhì)量，316L 不銹鋼管經(jīng)常與氬氣源一起用于保護(hù)和支持氣體，工業(yè)應(yīng)用的最低純度為 99.9995%。

焊縫質(zhì)量與電弧長(zhǎng)度、焊接電流大小和脈沖頻率、焊接速度、母焊絲和填充焊絲材料的類(lèi)型、保護(hù)氣體、熱導(dǎo)率和焊縫準(zhǔn)備等因素有關(guān)。了解和調(diào)整這些不同的參數(shù)將顯著提高焊接質(zhì)量。

何時(shí)使用軌道焊接

在某些位置使用手工焊接（例如向下和高架）時(shí)，可能難以實(shí)現(xiàn)高水平的安全性和質(zhì)量。由于焊工難以在不同焊槍位置的表面張力和重力之間保持平衡，因此向用戶提供的受限訪問(wèn)可能導(dǎo)致焊接錯(cuò)誤。軌道焊接可以通過(guò)自動(dòng)化過(guò)程來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，盡管仍然需要焊工來(lái)監(jiān)控和調(diào)整過(guò)程。

在管材上使用軌道焊接比在管材上更常見(jiàn)，因?yàn)楣懿纳a(chǎn)產(chǎn)生一致的外徑，更適合在焊頭中正確安裝。

軌道焊接已成為半導(dǎo)體和制藥行業(yè)高完整性液體和氣體系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)連接方法，需要高純度和防漏完整性。

當(dāng)手動(dòng)焊接困難或危險(xiǎn)時(shí)，以及需要大量焊接時(shí)，應(yīng)使用軌道焊接，因?yàn)樗侨詣?dòng)且高度可重復(fù)的。

優(yōu)點(diǎn)

與其他焊接技術(shù)相比，軌道焊接具有一系列優(yōu)勢(shì)，包括：

提高生產(chǎn)率：與手動(dòng) TIG 焊接相比，軌道焊接設(shè)備是機(jī)械化的，可提供更高的生產(chǎn)率，因?yàn)楹附禹樞蚩梢暂p松可靠地重復(fù)。
一致的焊接質(zhì)量：一旦設(shè)置和輸入焊接參數(shù)，就可以以高精度和一致性重復(fù)焊接循環(huán)。由于大多數(shù)軌道焊接設(shè)備都允許實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此可以創(chuàng)建并存儲(chǔ)完整的焊接協(xié)議以供以后使用。
操作員技能水平：經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，熟練的機(jī)械師能夠操作軌道焊接設(shè)備。技能水平低于手工焊接所需的技能水平，這意味著人員成本也應(yīng)該更低。
環(huán)境條件：軌道焊接可以在惡劣的環(huán)境條件下進(jìn)行，也可以在訪問(wèn)受限或能見(jiàn)度差的地方進(jìn)行。一旦焊頭就位，就可以在安全距離內(nèi)使用視頻傳輸監(jiān)控焊縫完成工作。
提高安全性：軌道焊接可以通過(guò)將焊工從工作空間中移除來(lái)提高安全性，讓他們?cè)诎踩嚯x內(nèi)監(jiān)控過(guò)程。

限制

盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但也有一些與軌道焊接相關(guān)的限制。首先是不是所有的物體都可以軌道焊接，其次，焊接不同的物體需要不同的焊頭。

此外，軌道焊接設(shè)備的成本可能是傳統(tǒng)焊接初始資本成本的 5-10 倍。

所需設(shè)備

軌道焊接系統(tǒng)的主要部分是電源（包括集成的計(jì)算機(jī)控制）、焊頭以及根據(jù)需要的送絲系統(tǒng)。此外，某些尺寸的零件或材料也需要使用水/冷卻系統(tǒng)。在這里，我們將依次查看：

可編程電源：可編程電源允許您設(shè)置一系列不同的參數(shù)，包括電流強(qiáng)度、脈沖頻率、保護(hù)氣體流量、焊頭移動(dòng)速度和送絲選項(xiàng)。理想情況下，電源應(yīng)該足夠輕，一個(gè)人可以攜帶，能夠控制至少四個(gè)軸，并且應(yīng)該緊湊
軌道焊頭：您可能需要不同尺寸的焊頭以用于不同的應(yīng)用，但在所有情況下，您的焊頭都應(yīng)將電極固定到位，管理焊接電流的流動(dòng)，保持最佳溫度，并對(duì)正在焊接的工件施加壓力
送絲機(jī)：需要時(shí)，送絲機(jī)可以焊接到設(shè)備的頭部或單獨(dú)系統(tǒng)的一部分
水/空氣冷卻系統(tǒng)：冷卻系統(tǒng)使用空氣或水，可防止焊接設(shè)備過(guò)熱，同時(shí)還保護(hù)焊接操作員免受過(guò)程中的熱量輸入

材料

軌道焊接可以在一系列金屬上進(jìn)行，包括高強(qiáng)度、高溫和耐腐蝕鋼、非合金和低合金碳鋼、鎳合金、銅、鈦、鋁及其相關(guān)合金。

因?yàn)檐壍篮附邮窃诙栊詺夥罩羞M(jìn)行的，所以結(jié)果非常干凈，顆粒數(shù)量少，沒(méi)有不必要的飛濺。

它在哪里使用？

因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生高純度焊縫，軌道焊接已被用于生產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)的潔凈室部件以及各種行業(yè)的管道系統(tǒng)。軌道焊接在汽車(chē)、航空航天、生物技術(shù)、化學(xué)工程、食品加工、制藥、電力和造船等行業(yè)中都有應(yīng)用。

什么是軌道焊接用于？

如上所述，軌道焊接用于許多行業(yè)和情況。這是因?yàn)樵摴に嚍槠渌麖?fù)雜的焊接提供了高效率，并創(chuàng)建了平滑可靠的連接。

一些示例應(yīng)用程序包括：

食品、乳制品和飲料組件：由于這些組件需要滿足衛(wèi)生和安全標(biāo)準(zhǔn)，因此軌道焊接通常用于在這些應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)具有良好平滑度和熔深的焊縫
半導(dǎo)體：軌道焊接用于半導(dǎo)體，以提供具有光滑表面的高效批量焊接并防止污染物的積聚
航空航天零件：幾十年來(lái)，航空航天一直使用軌道焊接來(lái)制造能夠承受與高空飛行相關(guān)的壓力的焊縫，同時(shí)保持光滑和完美無(wú)瑕