Orbitalschweißen

Wenn es beim Fügen von Rohren auf höchste Qualität ankommt, bietet Orbitalschweißen alle Voraussetzungen, um diese Forderungen zu erfüllen. Der Schweißbrenner – in den meisten Fällen wird das WIG-Schweißverfahren verwendet (Wolfram-Inertgas) – wird durch ein mechanisches System um die Röhren herumgeführt, die verbunden werden sollen.

Da die Lichtbogenschweißelektrode um das Arbeitsstück rotiert oder es umkreist, verbindet sie die Metalle durch Orbitalschweißen miteinander. Diese Technik liefert Schweißungen mit hoher Wiederholbarkeit und sehr hohen Standards, auch mit unüblichen Materialien, wie Edelstahl, Titan, Aluminium... oder dicken Rohren und Rohrwänden, von Halbleitern oder der Pharmaindustrie bis zu Öl-, Gas- und Nuklearindustrie.

Was ist Orbitalschweißen?

Orbitalschweißen ist zu einer gut etablierten Methode für das Zusammenfügen von Rohren geworden. Der Schweißbrenner wird durch ein mechanisches System rund um die Rohre geführt, die verbunden werden sollen. Der Name Orbitalschweißen weist auf die kreisförmige Bahn hin, auf der sich das Schweißwerkzeug bewegt. Generell kann man beim Orbitalschweißen zwei große Einsatzgebiete unterscheiden:

  • Das Fügen Rohr an Rohr;

Diese Anwendung kann alle Rohranforderungen erfüllen, einschließlich Stoßschweißen und Schweißen von Flanken, Bögen, T-Stücken und Ventilen.

  • Einschweißen von Rohren in Rohrböden.

Die Schweißaufgaben des dieses Einsatzgebietes stammen aus dem Kesselbau und der Herstellung von Wärmetauschern: hier müssen die Rohre oder Rohrbündel in entsprechend vorbereitete Böden eingeschweißt werden.

 

 

 

 

Rohr-zu-Bogen offener Orbitalschweißkopf MU IV auf Edelstahlrohr

 

 

3 hängende Orbitalschweißköpfe zum Schweißen von Rohren an einem Wärmetauscher

Orbitalschweißen verwendet gewöhnlich das Verfahren für WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas).  Ein elektrischer Lichtbogen wird zwischen einer nichtabschmelzenden Wolframelektrode und dem Werkstück aufrecht erhalten. Während die Elektrode der vom Lichtbogen freigesetzten Wärme widersteht, wird das Werkstück teilweise aufgeschmolzen und bildet das Schmelzbad. Das geschmolzene Metall des Werkstücks und die Elektrode müssen vor dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff geschützt werden, dazu wird ein Inertgas wie Argon als Schutzgas verwendet. Wenn Füllmetall erforderlich ist, wird dieses in das Schmelzbad eingebracht, wo es aufgrund der vom elektrischen Lichtbogen ausgehenden Energie schmilzt.

Orbitalschweißkopf Polycar mit engem Spalt auf Kohlenstoffstahlrohr Polysoude

Orbitales WIG-Schweißen ist von Vorteil, da fast alle Metalle verbunden werden können. WIG-Schweißen kann mit oder ohne Zusatzdraht durchgeführt werden. Wenn Zusatzdraht verwendet wird, können darüber hinaus auch Werkstücke, die aus unähnlichen Legierungen oder Chargen bestehen, erfolgreich verbunden werden. Durch den Prozess entstehen weder Schweißrauch noch Schlacke.  Das orbitale WIG-Schweißverfahren ist sehr stabil und zuverlässig; das Auftreten von Schweißdefekten kann auf weniger als 1% reduziert werden und alle Schweißpositionen sind möglich. Die entscheidenden Schweißparameter sind in weiten Grenzen unabhängig voneinander variierbar.  Schließlich hängen Lichtbogenlänge und Lichtbogenspannung direkt voneinander ab und lassen sich unabhängig vom Schweißstrom automatisch regeln.

Vorteile von Orbitalschweißen

Gesteigerte Produktivität

Im Vergleich zu manuellem Schweißen garantieren Orbitalschweißgeräte, dass programmierte Arbeitsabläufe zuverlässig wiederholt werden und zeitaufwendige Reparaturarbeiten damit auf ein Minimum reduziert werden.

Gleichmäßig hoher Qualitätsstandard der Schweißungen

Generell ist das mechanisierte Schweißen dem manuellen Prozess qualitativ überlegen. Sobald ein entsprechendes Schweißprogramm entwickelt wurde, kann der Schweißzyklus ohne Abweichungen und ohne Schweißdefekte wiederholt werden.

Qualifizierung des Bedienungspersonals

Die Technik macht zertifizierte Schweißer überflüssig.  Nach Schulung kann ein Orbitalschweißgerät von ausgebildeten Mechanikern betrieben werden, um hervorragende Ergebnisse zu erreichen und ein professioneller Orbitalschweißer zu werden.

Umwelt

Orbitalschweißen kann auch unter rauen oder abweisenden Umweltbedingungen durchgeführt werden; sobald der Orbitalschweißkopf positioniert ist, kann die Schweißung problemlos aus sicherer Entfernung durchgeführt werden.

Verfolgbarkeit / Qualitätskontrolle

Moderne Orbitalschweißmaschinen verfügen über eine Echtzeitüberwachung der prozessrelevanten Schweißparameter; jede Schweißung wird vollständig protokolliert, als Datensatz gespeichert und wahlweise gedruckt. Anspruchsvolle Datenerfassungssysteme arbeiten im Hintergrund, wenn sie direkt mit einem übergeordneten Qualitätsmangementsystem verbunden sind; automatische Datenübertragung erfolgt ohne Unterbrechung des Schweißverfahrens.

Alles Wissenswerte finden Sie hier: kostenloser Download unseres gratis Handbuchs über Orbitalschweißen, das in unserem Download-Abschnitt verfügbar ist.

Besonderheiten des Orbitalschweißens

Beim WIG-Schweißen wird durch eine nichtabschmelzende Wolframelektrode ein Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück erzeugt.  Durch die Hitze des Lichtbogens verschmelzen die Metalle miteinander.

Schweißstrom

Es können zwei Arten von Strom angewandt werden:

  • Gleichstrom (DC) - wird am häufigsten zum Schweißen aller Arten von Material verwendet
  • Wechselstrom (AC) - wird für das Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen bevorzugt.  Die Elektrode ist periodisch positiv oder negativ geladen. Während der Periode positiver Polarität wird die auf der Oberfläche des Werkstücks haftende Oxidschicht aufgebrochen. Während der Periode negativer Polarität wird Hitze zum Schmelzen des Aluminiums angewandt.

Wolframelektroden

Wolfram widersteht der Hitze des Lichtbogens und behält seine Härte, auch wenn es rotglühend wird.

Elektrodenanschliff

Ein Elektrodenanschliff wird verwendet, um eine bessere Zündung und verbesserte Lichtbogenstabilität zu gewährleisten.

Zusatzdraht

Dieser kann in das Schmelzbad eingebracht werden, um die Schweißnaht zu verstärken.

Schweißschutzgase

Argon ist das am häufigsten in der WIG- Schweißtechnik eingesetzte Schutzgas. Es bietet eine hervorragende Lichtbogenzündung, Lichtbogenstabilität und ist mit allen Arten von Basismaterial kompatibel.

Formiergas

Die meisten Anwendungen für orbitales WIG-Schweißen erfordern eine herausragende Qualität an der Innenseite der Nahtwurzel, die in direkten Kontakt mit dem transportierten Medium kommt. Um die Gefahr einer Oxidation zu vermeiden, wird das heiße Metall im Rohr durch Formiergas vor der Atmosphäre geschützt.

Schweißpositionen

Beim Orbitalschweißen werden Aufgaben mit Röhren in einer Vielzahl von Positionen durchgeführt.  Die sich kontinuierlich ändernden Situationen: Änderungen der Schweißposition, wechselnde Einflüsse von Schwerkraft und dem Wärmestatus des Werkstücks müssen durch Kontrollieren des Schweißbades während des gesamten Schweißzyklus erfasst werden.

Gepulster Schweißstrom

Die effektivste Art, die Kontrolle über das Schweißbad zu behalten, ist die Verwendung von gepulstem Schweißstrom.  Dieser wechselt zwischen hoher Intensität, wenn das Schweißbad maximal erhitzt ist und geringer Intensität, wenn das Schweißbad sich abkühlt, das Volumen abnimmt und die Auswirkungen der Schwerkraft gemindert werden.

Bereiche

Der Zyklus für Orbitalschweißen wird in Bereiche eingeteilt.  In jedem Bereich können die Parameter für die Schweißanwendungen kontrolliert und angepasst werden.

Orbitales WIG-Schweißen – wenn es primär um Qualität geht

Wenn hochwertige Schweißungen gefordert sind, ist das WIG-Orbitalschweißen die ideale Technik für Anwendungen zum Rohr-Rohr- oder Rohr-Rohrboden-Schweißen. Mit oder ohne Zusatzdraht ist dies ein stabiles, zuverlässiges Verfahren, das bei einer breiten Palette an Werkstoffen verwendet werden kann.

Technologieverwendung für Orbitales WIG-Schweißen

Die Effizienz dieser Technologie basiert auf einer präzisen Programmiermöglichkeit. Mit der neuesten Generation der Stromquellen von Polysoude, den Smart Welding Stationen, gewährleistet die Entwicklung eines Schweißprogramms, das leicht über die grafische Bedienerschnittstelle zu erstellen ist, eine hochwertige Schweißung durch Automatisierung. Der Schweißzyklus kann vom Orbitalschweißer so oft wie nötig mit demselben Ergebnis wiederholt werden.

Ausrüstung

Polysoude bietet eine breite Standardpalette an hochwertigen Orbitalschweißmaschinen für orbitales WIG/GTAW-Schweißen sowie automatisierte Lösungen unter Einbeziehung der neuesten Techniken.  Ein Orbitalschweißgerät besteht aus folgenden Komponenten: einer programmierbaren Schweißstromquelle und einem Gegenstück mit Fernbedienung, das entweder getrennt oder in den Schweißkopf integriert ist, dem Schweißkopf und einer Drahtvorschubbeinrichtung, falls die Anwendung dies erfordert.

Wer wir sind

Polysoude ist auf den Entwurf, die Entwicklung und Herstellung innovativer Lichtbogen-Schweißlösungen spezialisiert. Die Marke steht für weltweit führendes Expertenwissen in 3 Kernbereichen: automatische Systeme für orbitales WIG-Schweißen, automatische WIG- und Plasmaschweißlösungen und WIGer™-Auftragsschweißen.
Das seit 1961 in Nantes ansässige Unternehmen stellt eine Vielzahl von Stromquellen und Orbitalschweißgeräte sowie eine breite Palette offener und geschlossener Orbitalschweißköpfe her.
Als intelligentes, werkorientiertes Unternehmen stellt Polysoude heute alle Produkte startklar für Industrie 4.0 her.

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