Schulung zum Orbitalschweißen:Werkzeuge für die aufstrebende Schweißerschaft

Schulung zum Orbitalschweißen:Werkzeuge für die aufstrebende Schweißerschaft

Jason Miller, Schweißen

Qualifizierte Schweißer zu finden wird immer schwieriger und wird in naher Zukunft noch schwieriger werden. Laut der American Welding Society (AWS) steht mehr als die Hälfte der bestehenden Schweißerbelegschaft kurz vor dem Ruhestand; das Durchschnittsalter eines Schweißers liegt bei 55. Bis 2020 könnten dem Land bis zu 291.000 Schweißer fehlen.

Eine Möglichkeit, diesem Mangel zu begegnen, sind automatisierte Systeme, die mit weniger Menschen mehr Arbeit leisten. Seit seiner Einführung in den 1960er Jahren hat das automatische Orbitalgas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW) in einer Vielzahl von Branchen an Popularität gewonnen, in denen maximale Dichtigkeit, hohe Leistung oder höchste Reinheit von größter Bedeutung sind. Automatisierte Orbitalschweißsysteme verbessern die Fähigkeit des Bedieners, kontrollierte, wiederholbare, qualitativ hochwertige und gut dokumentierte Schweißnähte herzustellen. Der Hauptvorteil von GTAW ist die präzise Steuerung der Wärmezufuhr, was das Orbitalschweißen zu einem der bevorzugten Verfahren zum Verbinden von dünnen Metallen und zum Schweißen in unmittelbarer Nähe von wärmeempfindlichen Komponenten macht.

Automatisiertes Orbitalschweißen verringert jedoch nicht den Bedarf an ausgebildetem und gut ausgebildetem Schweißpersonal. Eine automatische Maschine negiert nicht die Notwendigkeit menschlicher Expertise. Die Automatisierung erfordert wohl noch mehr Training, nicht weniger. Schweißer müssen immer noch über die grundlegendsten Branchenkenntnisse verfügen:Materialzusammensetzungen, Metallurgie, Einrichtung, Spül- (Back-) und Schutzgase, Leistung und Spannungen, Schweißbaddynamik, Elektrodengröße und Spitzenkonfigurationen. Sie müssen jedoch zusätzlich verstehen, wie das automatisierte Schweißsystem funktioniert, wie es auf verschiedene Eingaben reagiert und welche Dokumentation von Materiallieferanten verlangt wird.

Überlegungen zum Orbitalschweißtraining

Der Markt bietet eine Reihe von Schulungsprogrammen für Bediener automatischer WIG-Maschinen an. Einige Programme dauern nur zwei Tage, während andere bis zu einer Woche dauern können. Während langwierige Schulungsprogramme den Betrieb unterbrechen können, überwiegen die langfristigen Vorteile die vorübergehenden Nachteile bei weitem.

Achten Sie bei der Auswahl eines Programms auf technische Besonderheiten und Details sowie auf praktische Lernmöglichkeiten. Überprüfen Sie die Schulungsmaterialien und bewerten Sie ihre Qualität, um sicherzustellen, dass sie für die spezifischen Bedürfnisse Ihres Teams nützlich sind. Qualitativ hochwertige Schulungsprogramme zum Orbitalschweißen schulen beispielsweise Ihre Schweißer für Situationen, in denen die Materialzusammensetzung der beiden zu schweißenden Metalle unterschiedlich ist.

Das Niveau des Fachwissens des Ausbilders ist ebenso wichtig wie der Inhalt eines Schulungsprogramms. Suchen Sie nach Programmen, die von zertifizierten Schweißlehrern unterrichtet werden, und recherchieren Sie. Eine einzige schlechte Schweißnaht kann zu einem nachteiligen Materialverlust führen und Ihr Unternehmen mehr kosten als ein hochwertiges Schulungsprogramm.

Die Schüler sollten lernen, dass das Ziel des automatischen Schweißens darin besteht, während jedes Schweißzyklus genaue und wiederholbare Schweißstrompegel zu erzeugen. Gute Schulungsprogramme erklären den Prozess der Orbitalschweißtechnik – einschließlich Funktionsprinzipien, Vorteile, Einschränkungen, Probleme und Variablen. Um die Auszubildenden auf die Ausrüstung vorzubereiten, die sie bei der Arbeit beherrschen sollen, sollten die Ausbilder die Stromversorgung eingehend behandeln.

Gase im Orbitalschweißprozess verstehen

Schutzgase

Achten Sie bei der Bewertung von Schulungsprogrammen zum Orbitalschweißen auf den Umfang der Schulungen zu Schutzgasen und die Bedeutung des Spülens. Auszubildende sollen lernen, wie Schutzgase die Elektrode und das geschmolzene Schweißgut vor atmosphärischen Verunreinigungen schützen. Die am häufigsten verwendeten Gase zum Abschirmen beim WIG-Schweißen sind Argon, Helium und Mischungen der beiden – die typischerweise für Spezialanwendungen verwendet werden.

Schweißer müssen das bevorzugte Verhältnis von Helium zu Argon kennen. Der Hauptfaktor, der die Wirksamkeit der Abschirmung beeinflusst, ist die Gasdichte. Argon, das 1,33-mal dichter als Luft ist, deckt den Schweißbereich effektiv ab und verdrängt die Atmosphäre. Helium hat eine geringere Dichte und neigt dazu aufzusteigen, anstatt in den Arbeitsbereich zu fließen. Um eine gleichwertige Abschirmung zu erreichen, muss der Heliumfluss zwei- oder dreimal so hoch sein wie der Argonfluss.

Schutzgase können die metallurgischen Eigenschaften einiger Materialien beeinflussen. Im Allgemeinen ist der Lichtbogen leiser und stabiler, wenn er durch Argon statt durch andere Gase abgeschirmt wird. Die niedrigeren Stückkosten und geringeren Anforderungen an die Durchflussrate von Argon machen es zur bevorzugten Wahl. Es ist entscheidend, das Wissen zu haben, um bei der Wahl des Schutzgases ein richtiges Urteil zu fällen.

Gasspülung

Der Erfolg von Orbitalschweißarbeiten kann durch die Verwendung geeigneter Gasspültechniken, auch als Schutzgas bezeichnet, stark beeinträchtigt werden. Viele erfahrene Schweißer verstehen die Bedeutung dieses Grundkonzepts nicht. Einige Leute in der Schweißindustrie betrachten die Gasspülung als die Achillesferse des Schweißens. Schulungsprogramme müssen die Prinzipien des Spülens vermitteln, einschließlich der Berechnung der Spülzeit.

Die richtige Auswahl des Spülgases, typischerweise Argon, ist der erste Schritt zu einer erfolgreichen Spülung. Argon ist in verschiedenen Reinheitsgraden erhältlich; Die Auswahl der richtigen Stufe für das gewünschte Ergebnis ist von entscheidender Bedeutung. Das Definieren und Einstellen des korrekten Durchflusses und Drucks durch die Schläuche oder Rohrleitungen und über die Schweißverbindung ist einer der wichtigsten Verfahrensschritte, die man unternehmen kann, um ein erfolgreiches Schweißen sicherzustellen. Umgekehrt ist es einer der wahrscheinlichsten Bereiche für Probleme, wenn es nicht richtig gehandhabt wird. Eine falsch oder gar nicht durchgeführte Gasspülung kann ganze Fertigungsanlagen ruinieren. Der Innendruck trägt dazu bei, dass die Schweißraupe bündig mit der Innenwandoberfläche der zu schweißenden Komponenten bleibt, während der richtige Fluss dazu beiträgt, das Schweißgut und die Wärmeeinflusszone sauber zu halten.

Auswahl hochwertiger Materialien für Schweißnähte

Hochwertige Schweißnähte beginnen beim Material. Selbst das beste Orbitalschweißsystem kann schlechtes Material, das zur Herstellung von Rohren, Fittings oder anderen Komponenten verwendet wird, nicht kompensieren. Eine effektive Materialschulung sollte Probleme im Zusammenhang mit Zusammensetzung und Metallurgie ansprechen, einschließlich der Frage, wie sich der Schwefelgehalt auf die Schweißqualität auswirkt.

Es gibt vier Hauptmaterialfamilien:Weichstähle, Nickellegierungen, hochschmelzende und reaktive Metalle und Edelstähle. Personen, die an Schulungsprogrammen zum Orbitalschweißen teilnehmen, sollten lernen, alle eingehenden Materialien und Materialzertifizierungen zu prüfen und die Dokumentation zu bewerten.

Weichstahl

Bei Weichstählen ist es wichtig, daran zu denken, dass die Qualität von Orbitalschweißnähten stark vom Gehalt an Verunreinigungen des Grundmetalls beeinflusst wird – Spuren von Schwefel, Phosphor, Sauerstoff usw. Auch die Wasserstoffversprödung dieser Legierungen ist ein Problem, wenn Kohlenwasserstoffe oder Wasser verwendet werden Dampfkontamination vorhanden ist.

Nickellegierungen

Nickellegierungen bieten hervorragende Materialeigenschaften und sind ideal für stark korrosive Anwendungen, aber Nickellegierungen können aufgrund ihrer Rissanfälligkeit schwieriger zu schweißen sein.

Refraktäre und reaktive Metalle

Orbitalschweißen ist das am weitesten verbreitete Schweißverfahren zum Verbinden von Rohren und Rohren aus feuerfesten und reaktiven Metallen. Feuerfeste Metalle (Molybdän, Tantal usw.) und reaktive Metalle (Titan, Zirkonium usw.) werden bei erhöhten Temperaturen leicht oxidiert, sofern sie nicht durch eine Inertgasabdeckung geschützt sind. Für diese Metalle und Legierungen kann Orbital GTAW eine hohe Wärmekonzentration, die größte Kontrolle über die Wärmezufuhr und die beste Inertgasabschirmung aller Lichtbogenschweißverfahren bieten.

Edelstähle

Rostfreie Stähle haben eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufgrund des mindestens 10,5%igen Chromgehalts, der ihnen hilft, eine sofortige Oxidschicht zu bilden, um die anderen Elemente im Inneren des Materials zu schützen. Diese anderen Elemente tragen dazu bei, die Mikrostruktur des Materials entweder als Austenit, Ferrit oder eine ausgewogene Mischung der beiden in Duplex-Edelstahl zu definieren. Edelstähle gelten im Allgemeinen als schweißbar, aber die verschiedenen Mikrostrukturen haben alle unterschiedliche Überlegungen, die beim Schweißen berücksichtigt werden müssen.

Schwefelgehalt

Ein weiterer wichtiger Faktor beim Orbitalschweißen ist der Schwefelgehalt der Materialien. Schwefel wird dem Material oft zugesetzt, um es leichter zu bearbeiten und zu formen. Beim Schweißen kann der Schwefelgehalt die Oberflächenspannung der Schweißnaht verändern, was den Wärmefluss und die Penetrationseigenschaften des Materials beeinflusst. Es ist besonders wichtig, dass Auszubildende im Orbitalschweißen die Bedeutung des Schwefelunterschieds zwischen den zu schweißenden Komponenten lernen. Der Versuch, Komponenten mit einem erheblichen Unterschied im Schwefelgehalt zu schweißen, führt wahrscheinlich zu einer Verschiebung der Raupe in Richtung der Komponente mit dem niedrigeren Schwefelgehalt, was möglicherweise dazu führt, dass die Schweißraupe die Verbindung teilweise verfehlt.

Wissen

Der eskalierende Schweißermangel wirkt sich auf die globale Fertigung von morgen aus. Automatisches Orbitalschweißen, das je nach Job, Ausrüstung und Fähigkeiten mit weniger Personal mehr Leistung erbringen kann, kann bei der Bekämpfung des Problems helfen. Es besteht der Irrglaube, dass die mit Orbitalschweißsystemen verbundene Automatisierung die Schulung überflüssig macht, da die Maschine das Schweißen durchführt. Doch das Gegenteil ist der Fall:Eine fundierte und aktuelle Ausbildung ist für Schweißer wichtiger denn je. Nur durch eine qualitativ hochwertige Schulung durch zertifizierte Ausbilder können Bediener von Orbitalschweißgeräten die komplexen Fähigkeiten erwerben – die über das Herstellen von Verbindungen und das Durchführen von Schweißnähten hinausgehen –, die erforderlich sind, um die strengen Akzeptanzkriterien in der heutigen Schweißumgebung zu erfüllen.

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