O que é soldadura orbital e sua aplicação

Soldagem orbitalé uma área especializada de soldagem na qual o arco é girado mecanicamente em 360° (180 graus na soldagem dupla) em torno de uma peça estática, um objeto como um tubo, em um processo contínuo. O processo foi desenvolvido para resolver o problema de erro do operador em processos de soldagem TIG (GTAW). Na soldagem orbital, o processo controlado por computador funciona com pouca intervenção do operador. O processo é usado especificamente para soldagem repetível de alta qualidade.

Equipamento da Máquina de Soldagem Orbital

Os principais componentes de todo sistema de soldagem orbital são a fonte de alimentação e o controlador, a cabeça de soldagem e, quando necessário, um mecanismo de alimentação de arame. A soldagem de certos tamanhos e tipos de material também exigirá o uso de um sistema de água/refrigeração. Existe um grande número de fatores que podem influenciar o resultado da soldagem. Esses aspectos incluem o comprimento do arco, a magnitude e a frequência de pulso da corrente de soldagem, a velocidade de soldagem, o gás de proteção inerte, o material base, o material de enchimento, a preparação da solda e a condutividade térmica. Em última análise, uma solda de alta qualidade é alcançada através do conhecimento detalhado de como ajustar precisamente todos esses parâmetros para cada tarefa de soldagem individual.

Aplicações

É muito difícil atingir os mais altos padrões de qualidade e segurança usando soldagem manual. Isso se deve a certas posições de soldagem, soldas acima da cabeça e descendentes, por exemplo, que muitas vezes levam a soldas defeituosas devido ao acesso restrito que o usuário tem nessas posições de soldagem. Para ter controle total sobre o banho de solda, um equilíbrio perfeito deve ser mantido entre a força gravitacional e a tensão superficial em cada posição da tocha. Ao usar variantes mecanizadas da técnica, certas partes do processo de soldagem são realizadas por componentes mecânicos. Observe que um soldador sempre estará monitorando e controlando o processo. Em uma situação ideal, todos os parâmetros de soldagem seriam totalmente programados antes do início da soldagem. Na prática, no entanto, a presença de restrições variáveis significa que muitas vezes é necessário que o soldador faça intervenções corretivas.

A soldagem orbital de tubos usando cabeças de solda totalmente fechadas é um processo de fusão sob a Seção IX da ASME. Nenhum metal de enchimento é adicionado.

Uma solda TIG orbital automática bem-sucedida é 100% repetível, desde que o operador monitore as variáveis e realize amostras ou corpos de prova periódicos que são inspecionados quanto à penetração completa. Notar que uma variável mudou é uma habilidade primária e pode ser facilmente perdida. Treinamento e experiência são necessários para que um operador seja bem-sucedido na produção consistente de soldas aceitáveis.

A solda TIG orbital automática bem-sucedida depende muito do refinamento de várias variáveis críticas que envolvem a programação da máquina de soldagem e a configuração da "cabeça de solda".

A manutenção da cabeça de solda muitas vezes se torna um fator na repetibilidade de soldas bem-sucedidas. Os internos da cabeça de solda podem ficar carbonizados devido ao uso inadequado. A carbonização são depósitos de carbono que podem conduzir eletricidade e causar curto-circuito no fluxo de corrente do tungstênio. As cabeças de solda contêm um sistema de engrenagens planetárias de precisão que podem se desgastar com o tempo. Limpeza e manutenção adequadas são necessárias.

A soldagem orbital bem-sucedida também depende do uso de material de tubo de alta qualidade. Normalmente, apenas tubos de aço inoxidável 316L (não tubulações) e conexões são usados para soldagem TIG orbital automática e são obtidos de vários fabricantes especializados.

A soldagem orbital bem-sucedida também depende de ter uma fonte razoavelmente limpa de Argônio para gás de apoio e proteção. A pureza mínima seria de 99,995% para aplicações industriais típicas. Para algumas aplicações, é necessário usar argônio de ultra alta pureza, 99,9998% de pureza, e tais aplicações exigem o uso de todos os equipamentos de purga de alta pureza (válvulas, reguladores e controle de fluxo). Normalmente, nenhum componente de borracha pode ser usado para o aparelho de gás de purga, pois a borracha absorve e libera umidade e oxigênio no fluxo de argônio. Umidade e oxigênio (no Argônio) são contaminantes prejudiciais a uma solda TIG orbital automática bem-sucedida.

Corpos de prova de solda, pedaços de metal usados para testar a habilidade de um soldador,[3]são tipicamente preparados no início de um turno de soldagem, sempre que qualquer variável é ajustada ou alterada e no final do turno (e com mais frequência, conforme exigido por um inspetor). Cada corpo de prova deve ser examinado interna e externamente para verificar a penetração completa, a largura adequada do cordão e outros critérios. Com diâmetros menores, geralmente é necessário cortar o corpo de prova para examinar o cordão de solda. Todos os corpos de prova devem apresentar penetração completa e largura de cordão consistente. Variações na consistência são um indicador de um problema que deve ser resolvido antes de continuar.

A soldagem orbital é tipicamente realizada apenas em TUBOS e não em tubulações por várias razões, sendo a mais importante que a produção de tubos resulta em diâmetros externos muito consistentes, o que é crítico para o ajuste adequado na cabeça de solda.

A soldagem TIG orbital automática tornou-se o método de junção padrão para sistemas de gás e líquido de alta integridade usados nas indústrias de fabricação de SEMICONDUTORES e Farmacêutica. Esses sistemas são classificados para pureza extrema e integridade estanque. Uma indústria especializada inteira fornecendo válvulas, conexões, reguladores, medidores e outros componentes para soldagem orbital e uso em aplicações de alta pureza se desenvolveu desde meados da década de 1980. Para soldagem de tubos em aplicações de alta pureza, apenas uma cabeça de solda totalmente fechada pode ser usada.