Сварка ВИГ – полное название согласно DIN 1910, части 4, дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа – была впервые применена в США и в 1936 году стала известна как аргоно-дуговая сварка. В англоговорящих странах этот процесс называется сваркой TIG (от англ. «Tungsten»- «вольфрам, вольфрамовый»).
Преимущества орбитальной сварки:
1. Можно сварить практически все металлы.
2. Можно сварить различные типы сталей, включая стали с ограниченной свариваемостью, а также износостойкие никелевые сплавы, алюминий, медь, золото, магний, титан, тантал, цирконий и их сплавы. В некоторых случаях можно даже производить сварку латуни и бронзы, а с присадочной проволокой – сварку разнородных материалов.
3. Возможна сварка во всех пространственных положениях.
4. Увеличение производительности по сравнению с ручной сваркой. При этом монотонная работа сварщика заменяется автоматическим оборудованием, которое гарантирует повторяемость результатов сварки.
5. Высокое качество сварки за счёт повторяемости сварочной программы.
6. Уровень подготовки операторов орбитальной сварки не требует обладать навыками квалифицированных сварщиков с высокими издержками на заработную плату.
7. Контроль качества в режиме реального времени. Информация о параметрах сварки может быть сохранена и распечатана. Во время сварки происходит непрерывная корректировка процесса с учётом сварочной программы.
Сравнение ряда параметров видов сварки:
Параметры трубы: диаметр 400 мм, толщина стенки 20 мм
|
Ручная дуговая сварка
|
Орбитальная сварка
|
Время сварки
|
190 мин
|
1,5 мин
|
Расход энергоресурсов
|
Стандартный
|
Снижение на 30 %
|
Требования к сварщику
|
Квалифицированный сварщик
|
Оператор-сварщик (не требуется высокая квалификация)
|
Расход сварочных материалов
|
Стандартный расход
|
Уменьшение в 10 раз
|
Риск появления дефектов
|
Возможность дефектов
|
До 1 %
|
Отрасли, в которых применяется орбитальная сварка:
Авиакосмическая промышленность;
При строительстве одного самолёта необходимо сварить более 2000 швов только в системе высокого давления. Ручная сварка тонкостенных труб малых диаметров сложна, поэтому качество соединения не может быть гарантированно. Единственный выход – это применение автоматической орбитальной сварки. В этом случае параметры режимов сварки чётко управляются источником питания, качество всех швов будет соответствовать качеству контрольных соединений.
Пищевая промышленность;
Предъявляются высокие требования к системам трубопроводов. При сварке необходимо исключить любые дефекты: поры, трещины, подрезы и n.д., т.к. в них могут образовываться бактерии. Гладкие внутренние поверхности труб гарантируют качественную очистку и дезинфекцию трубопроводов. Такое качество может обеспечить только орбитальная ВИГ-сварка. В настоящее время большинством стандартов в пищевой промышленности предусматривается применение только такого варианта сварки.
Фармацевтическая и биотехнологическая промышленность;
Производства фармацевтической промышленности должны быть оборудованы трубопроводами для транспортировки и обработки продукции, кроме этого, необходимо обеспечить подачу на производственные линии чистым паром и водой, к которым предъявляются особые требования, например, при производстве инъекций. Любые признаки коррозии и окисления в системе трубопроводов строго запрещены.
Производство полупроводников;
В данном производстве используются электро-полированные трубопроводы, изготовленные из коррозионностойкой, стали малого диаметра. По данным трубопроводам проходят газы высокой степени очистки. Для сохранения химического состава перекачиваемых газов необходимо соблюдать повышенные требования к трубе и трубным соединениям: швы должны быть единообразны, с малым усилением для минимизации поверхности шва в трубе, иметь полное проплавление, отсутствие цветов побежалости и т.д. Выполнение всех эти условий можно обеспечить только с помощью автоматической орбитальной сварки.
Химическая промышленность;
Основное оборудование химического производства – это трубы, теплообменники, конвертеры, изготавливаемые из коррозионностойких теплоустойчивых сталей или сплавов титана, циркония, никеля и т.д. Эксплуатационный ресурс производственных установок максимально зависит от качества сварных соединений, поэтому отраслевыми стандартами предусмотрены высокие требования к качеству сварки и повторяемости результатов, в связи с этим, орбитальная сварка в химической промышленности незаменима.
ТЭС и атомные электростанции;
При строительстве ТЭС и ядерных реакторов применяются различные виды орбитальной сварки. Для монтажа систем управления реактором необходимо приваривать трубы малых диаметров, в производстве теплообменников применяются соединения труба-трубная доска, на монтаже реактора свариваются трубы больших диаметров. Технология и качество сварки должны тщательно контролироваться, а система регистрации данных позволяет получать необходимую информацию о процессе в реальном времени, всё это возможно обеспечить только с использованием ВИГ-сварки.
Общее описание процесса сварки:
В процессе орбитальной сварки вдоль неподвижного шва по орбите (оборот 360 °) перемещается сварочная головка по специально выставленным направляющим, весь процесс сварки автоматизирован. Процессор посредством специальной программы контролирует протекание процесса орбитальной сварки. В автоматическом режиме дуга проворачивается по всей окружности шва, за счет чего осуществляется равномерный провар со всех сторон. Способ орбитальной сварки позволяет производить процесс сварки неподвижных заготовок в труднодоступных местах, при этом обеспечивается герметичность качественных сварных швов. Сварочная головка жестко фиксируется на определенной высоте над трубой, что обеспечивает постоянство выбранной длины дуги.
Автоматическая орбитальная сварка характеризуется точным подбором параметров, при этом режим сварки программируется, так как швы могут выполняться в разных пространственных положениях и располагаться в различных секторах трубы и может возникнуть большая разница геометрических параметров.
Процесс сварки осуществляется следующим образом: оператор настраивает орбитальную систему; закрепляет головку вдоль линии сварного шва; запускает процесс сварки. Орбитальная система самостоятельно выходит на заданный режим и осуществляет сварку труб по секторам. Оператор наблюдает за процессом сварки и качеством сварного шва, контролирует параметры выбранных режимов. По окончании цикла сварки сварочный аппарат выключается самостоятельно, после чего оператор может оценить качество выполненных работ.
Заключение:
При использовании орбитальной сварки обеспечивается высокое качество сварных соединений, надежные физико-механические характеристики сварного шва, можно получить экономию расходных сварочных материалов, энергоресурсов. Также решается проблема подготовки высококвалифицированных сварщиков. Орбитальная сварка трубопроводов является высокотехнологичным процессом, позволяющим соединять практически любые металлы. Автоматизация процесса способствует получению качественного сварного соединения, снижению влияния «человеческого фактора» на качество швов, повышению производительности процесса сварки.