Auch Reinraumausstattung muss unter Reinraumbedingungen hergestellt werden
Zur Herstellung von Verbindungen höchster Qualität hat sich das WIG-Orbitalschweißen bestens bewährt.
Viele Erzeugnisse müssen unter Reinraumbedingungen gefertigt werden. Sei es, dass die Produkte durch Mikroben verunreinigt werden könnten, wie es bei pharmazeutischen Substanzen der Fall ist, sei es, dass sie, wie beispielsweise bei Anwendungen in der Halbleitertechnik, vor Kontamination zu schützen sind, oder dass bereits kleinste Fremdpartikel schwere Funktionsstörungen verursachen, was besonders bei optischen Geräten und Präzisionsmechanik gefürchtet wird.
Ein großer Teil der für den Reinraumeinsatz bestimmten Geräte und Bauteile müssen ihrerseits bereits unter Reinraumbedingungen hergestellt und montiert werden. So werden beispielsweise Verrohrungen benötigt, um Reinräume mit ultrareinen Gasen und Flüssigkeiten zu versorgen, die zur Inertisation sowie zum Ätzen, Spülen, Lösen und zu Injektionszwecken gebraucht werden.
Um den Aufwand auf der Baustelle gering zu halten, werden möglichst viele der Rohrkomponenten bereits in der Vorfertigung zusammengefügt. Schon in der Fabrik werden die Schweißverbindungen zwischen Standardteilen wie Mikrofittings, T-Stücken, Bögen und Ventilen sowie passenden Rohrsegmenten zusammengeschweißt. Bei diesem Fertigungsschritt kann das WIG-Orbitalschweißen vorteilhaft eingesetzt werden. Vollständige Schweißzyklen laufen selbsttätig ab und führen zu gleichbleibend hoher Qualität der Verbindungen.
Der Aufbau von Reinräumen orientiert sich streng an den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsbereiches. Zusammensetzung, Temperatur und Feuchtigkeit der umgebenden Atmosphäre werden durch enge Spezifikationen begrenzt, aber die bedeutendsten Einschränkungen betreffen die zulässige Partikelgröße und –anzahl. In Abhängigkeit der größten tolerierbaren Partikelkonzentration werden die Reinraumklassen nach ISO 14644-1 und FED STD 209E eingeteilt: Iso Klasse 1 und FED class 1 sind gleichbedeutend mit der geringsten Partikelanzahl pro Volumeneinheit, während Iso Klasse 9 und FED class 100.000 praktisch ungefilterter Umgebungsluft entsprechen.
Der menschliche Körper als Kontaminationsquelle
Um die Verunreinigungen in einem Reinraum auf einem dauerhaft niedrigen Stand zu halten, muss die Erzeugung und Verbreitung von Partikeln nach Möglichkeit unterbunden werden. Durch den menschlichen Körper wird ein durchschnittlicher Strom von 100.000 Partikeln pro Minute mit einem Durchmesser von unter 50 µm freigesetzt, er gilt daher als eine der bedeutendsten Kontaminationsquellen in kontrollierte Atmosphäre. Durch schnelle Bewegungen kann dieser ungünstige Effekt noch weite verstärkt werden. Daher sind Arbeiter und Besucher von Reinräumen gezwungen, eine spezielle Schutzausrüstung anzulegen: der Kopf und besonders die Haare werden durch eine Kappe bedeckt, das Gesicht mit Augen, Mund und Nase verschwindet unter einer Schutzmaske mit eingearbeiteter Brille, für die Hände werden staubfreie Handschuhe benötigt, das normale Schuhwerk wird unter Überschuhen verborgen und für den restlichen Körper stehen ein Kittel oder Laboranzug zur Verfügung.
Durch den eigentlichen Fertigungsprozess können natürlich ebenfalls Kontaminationen verursacht werden. Wenn ein elektrischer Lichtbogen gezündet wird, entstehen Metalldämpfe; gleichzeitig strömen Schweißschutzgas und Formiergas aus. Die freigesetzte Wärme führt zu Turbulenzen zwischen dem Inertgas und der umgebenden Atmosphäre und sorgt für weitere Partikelemissionen. Schließlich könnte auch die Rohrendenvorbereitung zu Kontaminationen führen - mehr zu diesem Thema hier.
Durch geschlossene Orbitalschweißköpfe bleibt der Reinraum sauber
Die mit einem offenen Lichtbogen verbundenen Probleme lassen sich allerdings vermeiden. Geschlossene WIG-Orbitalschweißköpfe sind ursprünglich entwickelt worden, um auf effiziente Weise die zahlreichen Schweißnähte herzustellen, die bei der Hydraulikanlage von Flugzeugen eingebracht werden müssen. Einfache Anwendbarkeit, hohe Produktivität und hervorragende Schweißnahtqualität waren die wesentlichen Entwicklungsziele bei der Konzeption des damals neuen Verfahrens, und alle wurden ausnahmslos erreicht oder übertroffen. Später wurden dann die Vorteile eines innerhalb einer geschlossenen Kammer brennenden Lichtbogens für Reinraumzwecke entdeckt. Heiße Oberflächen, Verwirbelungen, Strahlung, unkontrollierbare Partikelemission – die gesamten mit einem offenen Lichtbogen verbundenen Nachteile ließen sich auf diese Weise vermeiden. Heute gehört es zum Stand der Technik, Rohre und Fittings in Reinraumumgebung unter Zuhilfenahme geschlossener Orbitalschweißköpfe zu verbinden.
Wie schweißt man hochreine und ultrahochreine Rohre
Um den bestmöglichen Nutzen für eine Vielzahl von Anwendungen zu bieten, müssen Schweißgeräte speziell für die unterschiedlichen Anforderungen in betrieblichen Reinräumen konzipiert und entwickelt werden.
Eine Smart Welding Station sollte so ausgerüstet sein, dass sich alle für das Fügen von Rohren und Mikrofittings im entsprechenden Durchmesserbereich in Frage kommenden Orbitalschweißzangen problemlos betreiben lässt. Das äußerst geringe Gewicht erlaubt es, die Maschine ohne Hebezeuge zu bewegen, was der Reinhaltung des Reinraumes zu Gute kommt. Die Bedienelemente müssen unabhängig zugänglich sein, so dass die Station ihren Platz unter der Werkbank oder dem Arbeitstisch finden kann. Kühlaggregate, die für eine Verlängerung der Einschaltdauer und erhöhte Produktivität sorgen, sollten ebenfalls unabhängig von der Stromquelle aufgestellt werden können.
Heute schon die Anforderungen des Konzepts Industrie 4.0 erfüllen
Um den immer konkreter werdenden Herausforderungen des Konzepts European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG) Guidelines hier und mehr Informationen auf EHEDG Guidelines portal, the EHEDG Connects Video-Sitzung wo Polysoude präsentiert ist und auf die American Welding Society Webseite.
Klar strukturierte Arbeitsfolge beim Schweißen
Preparing of the weld is divided into two parts: the fixing of the workpiece in the clamping unit, whether it be a Polysoude clamping device, or one manufactured by another company, then the final positioning of the welding head including motor, gear, supply hose etc.
The real-time progress of the weld cycle can be watched on the tablet, where the momentary welding parameter values are displayed as well. All data is transmitted to the factory network at the same time.
Finally, after a visual inspection of the completed weld the operator can confirm the successful production of the joint.
To summarise, the constraints of working in the high purity sector have led to a constant striving for technological advances. Polysoude has been able to develop "clean" equipment, essential for use, where the presence of particles can corrupt the quality of manufactured products, nullify the use of materials, or expose human life to danger.
Sehen Sie sich die vollständige Playlist von High Purity Welding Videos auf unserem YouTube-Kanal
Entdecken Sie unsere Infografik zum Thema UHP-Umgebung: Sieben unglaubliche Fakten über Reinräume.
Polysoude ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von hochwertigen Orbitalschweißgeräten, Schweißköpfen, Stromversorgungen und automatisierten Lösungen für das WIG / GTAW-Schweißen und WIGer-Auftragschweißen mit Bi-Kathoden-Technologie. Kontaktieren Sie uns sales@polysoude.com. Für Serviceanfragen, Kontaktieren Sie service@polysoude.com. Polysoude würde sich freuen, von Ihnen und Ihren zukünftigen Projekten zu hören. Kontaktieren Sie uns um mehr zu entdecken. Sie können alle unsere Broschüren und Datenblätter von der Download-Bereich herunterladen.
DR.- Ing. Jürgen Krüger
Schweißfachingenieur
Polysoude SAS
