Обучение орбитальной сварке: помощь начинающему сварщику

Обучение орбитальной сварке: помощь начинающему сварщику

Найти квалифицированного сварщика сложно, а в ближайшем будущем станет еще сложнее. По данным Американского общества сварщиков (American Welding Society, AWS), более половины работающих в настоящее время сварщиков находятся в предпенсионном возрасте, средний возраст сварщика — 55 лет. К 2020 г. стране будут нужны 291 000 сварщиков.

Один из способов решения данной проблемы состоит в применении автоматизированных систем, позволяющих выполнить больше работы c меньшим количеством людей. С момента своего появления в 60-х гг. XX века автоматическая орбитальная сварка вольфрамовым электродом в газовой среде стала популярной в различных отраслях, где крайне важны максимальная герметичность, высокие эксплуатационные характеристики и сверхчистота. Автоматизированные станции орбитальной сварки повышают способность оператора выполнять шов под контролем, с хорошей повторяемостью, высоким качеством и в соответствии с нормативной документацией. Ключевое преимущество метода GTAW — точный контроль подачи нагрева; благодаря этому орбитальная сварка стала одним из предпочтительных методов соединения тонких листов металла, а также проведения сварочных работ в непосредственной близости к термочувствительным компонентам.

Однако технология автоматизированной орбитальной сварки не умаляет необходимости в квалифицированном и обученном сварщике. Автомат не отменяет человеческих знаний и умений. Пожалуй, автоматизация требует больше обучения, а не меньше. Операторы-сварщики все равно должны обладать всеми базовыми для отрасли знаниями: составы материалов, металлургия, подготовка оборудования, продувочные и защитные газы, мощность и напряжение, динамика сварочной зоны, калибр электрода и конфигурации наконечника. Однако они также должны понимать, как работает автоматическая сварочная система, как она реагирует на различные входные параметры и какую документацию требовать у поставщиков материалов.

Как выбрать программу обучения орбитальной сварке

На рынке предлагают множество программ обучения для операторов сварочных автоматов GTAW продолжительностью от двух дней до недели. Несмотря на то что длительные программы обучения могут вызвать простой в работе, долгосрочные перспективы перевешивают временные трудности.

При выборе программы обращайте внимание на техническую направленность и детальность, а также на возможности для практики. Рассмотрите учебные материалы и оцените их качество; они должны быть полезны для конкретных потребностей ваших специалистов. Например, качественные программы обучения орбитальной сварке научат ваших специалистов сваривать металлы с разным композиционным составом.

Уровень знаний инструктора так же важен, как и содержание программы обучения. Ищите программы, в которых преподают сертифицированные в области сварки инструкторы, и наводите справки. Всего один плохой шов может привести к убыткам в результате потери материалов, что обойдется вашей организации дороже, чем качественная программа обучения.

Учащиеся должны понять, что цель автоматизированной сварки — обеспечить точный и повторяемый уровень сварочного тока в каждом цикле сварки. Хорошие программы обучения объясняют технологию орбитальной сварки, в том числе принципы работы, преимущества, ограничения, проблемы и переменные параметры. Чтобы обучающиеся освоили оборудование, с которым они будут работать впоследствии, инструктор должен подробно объяснить тему мощности подаваемого электропитания.

Газы в процессе орбитальной сварки

1. Защитные газы

При оценке программ обучения орбитальной сварке обратите внимание на количество учебного времени, посвященного теме защитных газов и важности продувки. Учащиеся должны узнать, как газ защищает электрод и расплавленный металл в зоне шва от попадания загрязнителей из атмосферы. В GTAW для защиты чаше всего применяют аргон, гелий и их смесь (она обычно используется в специальных случаях).

Сварщик должен знать предпочтительное соотношение гелия и аргона. Главный фактор, влияющий на эффективность защиты, — это плотность газа. Аргон, который в 1,33 раза плотнее воздуха, эффективно накрывает зону сварки и вытесняет атмосферный воздух. У гелия плотность меньше, поэтому он поднимается вверх, а не перетекает в рабочую зону. Для обеспечения одинаковой защиты подача гелия должна быть в два-три раза больше, чем подача аргона.

Защитные газы могут повлиять на металлургические свойства некоторых материалов. Как правило, при применении аргона дуга менее интенсивна и более стабильна, чем при защите другими газами. Более низкая цена за единицу и более низкий расход аргона делают его предпочтительным выбором. Наличие знаний, позволяющих правильно выбрать защитный газ, имеет очень важное значение.

2. Продувка газом

Успех орбитальной сварки во многом зависит от правильной техники продувки газом. Многие опытные сварщики не понимают важность этой базовой концепции. Ряд представителей сварочной отрасли считают продувку газом ахиллесовой пятой сварки. Программа обучения должна включать принципы продувки, в том числе учить рассчитывать время подачи газа.

Первый шаг к успешной продувке — правильный выбор продувочного газа. Аргон может быть различной степени чистоты; необходимо правильно выбрать чистоту для достижения желаемого результата. Определение и установка правильного расхода и давления газа в тонкостенных и толстостенных трубках, а также в зоне сварного соединения являются одними из самых важных этапов для обеспечения успеха сварки. И наоборот, при неправильном обращении это одни из наиболее вероятных областей возникновения проблем. Неправильная продувка или ее отсутствие могут полностью разрушить систему производства. Внутреннее давление сохраняет валик шва заподлицо с внутренней поверхностью стенки свариваемых компонентов, а правильная подача газа сохраняет чистоту наплавленного металла и зоны термического влияния.

Выбор качественных материалов для сварки

Качественная сварка начинается с материалов. Даже самая лучшая станция орбитальной сварки не может компенсировать низкое качество материалов трубок, фитингов и других компонентов. Эффективное обучение по теме «Материалы» должно охватывать вопросы, связанные с химическим составом и металлургией, в том числе влияние содержания серы на качество шва.

Выделяют четыре основных класса материалов: стали мягких сортов, никелевые сплавы, огнеупорные и реакционно-способные металлы, а также нержавеющие стали. Обучающиеся орбитальной сварке должны научиться проверять все поступающие материалы и их сертификаты, а также знать, где получить документацию.

1. Стали мягких сортов

В отношении сталей мягких сортов важно помнить, что качество сварных швов сильно зависит от содержания примесей в основном металле: следов серы, фосфора, кислорода и т. д. Также проблему представляет водородное охрупчивание этих сплавов в присутствии углеводородов или водяного пара.

2. Никелевые сплавы

Никелевые сплавы обладают прекрасными характеристиками и идеально подходят для применения в коррозионно-активных средах, но из-за их подверженности растрескиванию выполнять сварку никелевых сплавов может быть затруднительно.

3. Огнеупорные и реакционно-способные металлы

Наиболее широко орбитальная сварка применяется для соединения тонкостенных и толстостенных трубок из огнеупорных и реакционно-способных металлов. Без защиты инертным газом огнеупорные металлы (молибден, тантал и т. д.) и реакционно-способные металлы (титан, цирконий и т. д.) быстро окисляются при повышении температуры. Для этих металлов и их сплавов орбитальная сварка GTAW обеспечивает высококонцентрированный нагрев, наилучший контроль подачи тепла и самую лучшую газовую защиту среди всех технологий дуговой сварки

4. Нержавеющие стали

Нержавеющие стали обладают отличной коррозионной устойчивостью благодаря содержанию как минимум 10,5 % хрома, который мгновенно создает оксидный слой, защищающий остальные элементы в составе материала. По содержанию этих прочих элементов микроструктуру металла определяют как аустенитную, ферритную или смешанную, как, например, в дуплексной нержавеющей стали. Считается, что нержавеющие стали поддаются сварке, однако каждый тип микроструктуры требует своего подхода, что нужно учитывать при сварке.

Содержание серы

Еще одним важным фактором для орбитальной сварки является содержание серы в материале. Серу часто добавляют, чтобы металл легче поддавался обработке и держал форму. В процессе сварке уровень серы может изменить поверхностное натяжение шва, влияя на распределение тепла и связанные с проплавлением свойства металла. Особенно важно, чтобы обучающиеся сварщики поняли важность разницы свариваемых компонентов по содержанию серы. Попытка выполнить сварку компонентов, сильно отличающихся по содержанию серы, вероятнее всего, приведет к смещению валика шва в направлении компонента, имеющего более низкое содержание серы, так, что валик частично пройдет не по стыку.

Знания

Хотите записать свою бригаду на пятидневный курс обучения орбитальной сварке Swagelok? Заполните форму регистрации в авторизованном центре продаж и сервисного обслуживания Swagelok, чтобы узнать о стоимости и получить дополнительную информацию об обучении.