دستگاه جوش اوربیتال
در دنیای امروز، نیاز به جوش هایی با کیفیت بالا، یکنواخت و تکرارپذیر در صنایع حساس بیش از پیش احساس می شود. دستگاه جوش اوربیتال یکی از پیشرفته ترین ابزارهای جوشکاری است که در آن قوس الکتریکی به صورت ۳۶۰ درجه دور قطعه ثابت (معمولاً لوله) می چرخد و یک جوشکاری پیوسته، تمیز و با دقت بالا انجام می دهد. این روش به ویژه در مواردی که جوشکاری دستی دشوار یا غیرممکن است، بسیار کاربردی و کارآمد محسوب می شود.
چرا جوش اوربیتال؟
در محیط هایی که دستیابی به یک جوش استاندارد و یکنواخت ضروری است، به ویژه در صنایع دارویی، غذایی، هوافضا، پتروشیمی و نیمه هادی ها، جوش اوربیتال بهترین گزینه است. با توجه به اینکه در جوشکاری قوس تنگستن گازی (GTAW/TIG) امکان بروز خطا توسط اپراتور زیاد است، استفاده از دستگاه جوش اوربیتال که فرایند را کاملاً کنترل و اتوماتیک می کند، ضامن کیفیت و امنیت جوش نهایی خواهد بود.
تارخچه پیدایش دستگاه جوش اوربیتال
دستگاه جوش اوربیتال نخستین بار در پروژه هواپیمایی X-15 در آمریکای شمالی توسط رودریک روبرگ طراحی شد. هدف از این ابتکار رفع مشکل نشت در لوله های سوخت و سیالات هیدرولیکی بود. جوشکاری دستی نمی توانست یکنواختی موردنیاز را فراهم کند، از این رو جوشکاری مداری یا اوربیتال معرفی شد تا به صورت خودکار و دقیق، جوش هایی بی نقص ایجاد شود.
اجزای دستگاه جوش اوربیتال
دستگاه های جوشکاری همواره از اجزاء مختلفی تشکیل شده اند و هماهنگی و همکاری این اجزاء تعیین کننده دقت و کیفیت جوشکاری است دستگاه جوش اوربیتال نیز شامل اجزائی است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:
- منبع تغذیه: تولید جریان برق پایدار
- کنترل کامپیوتری یکپارچه: تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری
- سر جوش (Welding Head): چرخش دقیق ۳۶۰ درجه دور قطعه
- تغذیه سیم (در صورت نیاز): تأمین ماده پرکننده
- سیستم خنک کننده (هوا یا آب): خنک سازی قطعات حساس
البته باتوجه به حجم کاری و کیفیت ومواد مورد استفاده تجهیزات دیگری مانند سیستم هوا / آب خنک کننده میتواند به دستگاه اضافه شود
عوامل مؤثر بر کیفیت جوش اوربیتال
موارد زیر در کیفیت جوش بسیار تأثیرگذار هستند:
- طول قوس
- فرکانس و شدت جریان
- سرعت جوشکاری
- نوع گاز محافظ
- آماده سازی لبه ها
- کیفیت ماده اولیه
تنظیم دقیق این پارامترها توسط سیستم کنترل کامپیوتری دستگاه، باعث می شود جوش هایی با کیفیت یکنواخت و قابل اطمینان حاصل شود.
چرا از دستگاه جوش اوربیتال استفاده کنیم ؟
- حذف خطاهای انسانی
- یکنواختی کامل در جوش
- دستیابی به جوش بدون حباب و ترک
- استانداردسازی جوش طبق استاندارد ASME IX
- قابلیت برنامه ریزی برای جوش های مختلف
- کاهش ضایعات و افزایش بهره وری
در مقایسه با جوشکاری دستی که تعادل حوضچه جوش در موقعیت های مختلف بسیار سخت است، جوشکاری اوربیتال تمام این موانع را حذف کرده و نتیجه ای استاندارد ارائه می دهد.
فرایند جوش اوربیتال چگونه است ؟
در این فرآیند، جوش به صورت مداری با گردش سر جوش انجام می شود. بسته به نوع اتصال، جوشکاری می تواند بدون فلز پرکننده (fusion welding) یا همراه با تغذیه سیم سرد انجام شود. دستگاه بر اساس استانداردهای ASME تنظیم شده و با گازهای بی اثر مانند آرگون با خلوص بالا کار می کند.
نکات فنی مهم:
- استفاده از آرگون با خلوص حداقل 99.995٪ الزامی است.
- هرگونه قطعه لاستیکی در سیستم گازرسانی ممنوع است.
- نگهداری سر جوش و تمیزکاری منظم حیاتی است.
کاربرد جوش اروبیتال
همانطور که اشاره شده با توجه به کیفیت بالای جوش اوربیتال این روش به استاندارد اتصال برای سیستم های گازی و مایع با یکپارچگی بالا تبدل شده است از این رو در صنایع نیمه هادی و تولید دارو استفاده میشود. زیرا اتصالات ایجاد شده با دستگاه جوش اوربیتال از نظر خلوص و یکپارچگی دربرابر نشتی بسیار بالایی را دارند. یکی از روش های دسته بندی این سیستم جوشکاری اوربیتال کیفیت و استحکام جوش در برابر نشتی است
از اواسط دهه 1980 یک صنعت تخصصی کامل تامین کننده شیرها، اتصالات، رگولاتورها، گیج ها و سایر اجزاء برای جوشکاری اوربیتال و استفاده در کاربردهای با خلوص بالا توسعه یافته است. برای جوشکاری لوله در کاربردهای با خلوص بالا فقط می توان از یک سر جوش کاملاً بسته استفاده کرد.
جوشکاری اوربیتال به دلیل دقت، تمیزی و قابلیت کنترل، در صنایع زیر بسیار کاربرد دارد:
-
صنایع غذایی
در خطوط لوله مواد خوراکی، نیاز به جوش های بهداشتی و بدون آلودگی حیاتی است.
-
داروسازی
اتصالات باید کاملاً بدون نشتی و مقاوم به خوردگی باشند.
-
نیمه هادی و الکترونیک
دقت و تمیزی در ساخت خطوط انتقال گاز حیاتی است.
-
نفت، گاز و پتروشیمی
لوله کشی با فشار بالا نیاز به جوش های یکنواخت و مقاوم دارد.
-
خودروسازی، هوافضا، بیوتکنولوژی و کشتی سازی
در این صنایع جوش های استاندارد و با دقت بالا نقش کلیدی دارند.
دستگاه جوش اوربیتال همواره از تکنیک جوشکاری با گاز های بی اثر تتگستن (TIG/GTAW) و الکترود غیر مصرفی و درصورت لزوم تغذیه سیم سرد انجام میشود. کنترل گاز ورودی ، درجوشکاری تیگ ، این روش را به یک جوشکاری ایده آل برای جوشکاری اوربیتال تبدیل کرده است.
با جوش اوربیتال انواع مختلفی از فلز را می توان جوش داد. فولادهای با استحکام بالا، درجه حرارت بالا و مقاوم در برابر خوردگی، فولادهای کربنی بدون آلیاژ و کم آلیاژ، آلیاژهای نیکل، تیتانیوم، مس، آلومینیوم و آلیاژهای مرتبط. این تکنیک کنترل شده که در یک جو بی اثر انجام می شود، نتایجی را ایجاد می کند که بسیار تمیز، دارای تعداد ذرات کم و عاری از پاشش ناخواسته است.
انواع فلزاتی که با جوش اوربیتال جوش داده می شوند
- فولاد ضد زنگ (316L، 304)
- فولادهای کربنی
- آلیاژهای نیکل، تیتانیوم و مس
- آلومینیوم و آلیاژهای آن
جوش حاصل از دستگاه اوربیتال، تمیز، بدون پاشش و کاملاً یکنواخت است.
مقایسه هزینه و بهره وری
هرچند قیمت دستگاه جوش اوربیتال بین ۵ تا ۱۰ برابر دستگاه های سنتی است، اما:
- کیفیت جوش بالاتر
- کاهش دوباره کاری
- کاهش مصرف گاز و انرژی
- کاهش خطاهای انسانی
- افزایش سرعت پروژه
باعث می شود در طولانی مدت صرفه جویی اقتصادی بیشتری حاصل شود.
جمع بندی درمورد دستگاه جوش اوربیتال:
با توجه به پیشرفت تکنولوژی و کاربرد فوق العاده دستگاه جوش اوربیتال با استفاده از سیم سرد و گرم تیگ پیشرفت قابل توجهی در زمینه جوشکاری MIG/MAG/FCAW وجود دارد و در صنایع مختلف ازجمله هوا فضا ، پزشکی ، خودروسازی و … بکار گرفته میشود . از ویژگی های مهم جوشکاری اوربیتال میتوان به تنظیمات کامپیوتری اشاره کرد که باعث ایجاد جوش های باکیفیت و تکرارپذیر میشود.
استاندارد بالا در جوشکاری را حتی در هنگام استفاده از مواد غیر معمول، دیوارهای ضخیم، قطر لوله های کوچک و حتی در محیط کاری دشوار میتوان دید. هزینه تجهیزات جوشکاری مداری 5-10 برابر هزینه سرمایه اولیه مورد نیاز در تجهیزات جوشکاری معمولی است، اما بهره وری نیز به طور قابل توجهی بالاتر از جوشکاری تیگ معمولی است .
