Im geschlossenen Kammersystem erfolgt die Schweißung von Rohren mit Hilfe von geschlossenen Orbitalschweißköpfen in einer geschlossenen Inertgaskammer. Hiermit können Bauteile im I- Stoß mit einer max. Wandstärke von bis zu 3,00 mm ohne Schweißzusatz mit dem Grundwerkstoff verschweißt werden.
Das orbitale Rohrschweißen zählt zu den teilmechanisierten Schweißverfahren und wird heute in fast allen Industriebereichen eingesetzt. Wann immer bei der Schweißung von Rohren reproduzierbare Ergebnisse mit einer sehr hohen Qualität und Güte gefordert werden, erzielt dieses Verfahren mit der notwendigen Gerätetechnik die besten Ergebnisse.
Das WIG-Impulsverfahren kommt hierbei üblicherweise zum Einsatz. Ein um ein rotationssymmetrisches Bauteil rotierender Schweißbrennerkopf oder rotierender WIG-Elektrodenrotor bewegt sich in einer Kreisbahn (orbital) um die zu verschweißende Fügestelle herum.
Man unterscheidet beim Rohrschweißen 2 Hauptmerkmale:
Geschlossenes System (Kassettenschweißkopf)
Offenes System (offene Schweißzange)
Bei dem offenen System können mit Hilfe von Orbitalschweißzangen auch Rohrleitungen mit einer Wandstärke >3,00 mm (Nahtvorbereitung – Tulpennaht) verschweißt werden, wobei mittels einer Drahtfördereinheit mit Schweißzusatz eine Verbindungs- oder Auftragsschweißung ausgeführt werden kann.
Einsatzgebiet des orbitalen Rohrschweißens
Das Einsatzgebiet ist sehr vielfältig und wird z.B. zum Fügen von Rohr-Rohr und Rohr-Boden- Einschweißungen eingesetzt. Alle zugängliche Rotationssymmetrischen Komponenten und Formstücke / Halbzeuge, wie T-Stücke, Rohrbögen und Flanschverbindungen können ebenfalls mit diesem Verfahren verschweißt werden.
Grundwerkstoffe des orbitalen Rohrschweißens
Es können folgende Grundwerkstoffe verschweißt werden:
Stahl (Kohlenstoffstahl, niedrig und hochlegiert)
Stahl Beim Stahlrohrschweißen ist es wichtig, die genaue Stahlsorte zu kennen. Stahl besteht zu einem Großteil aus Eisen, dem verschiedene Legierungselemente zugesetzt wurden. Diese haben unterschiedliche Schweißeigenschaften. Um Stahlrohre zu schweißen, muss der Schweißprozess an die jeweiligen Stahleigenschaften angepasst werden. Nur so kann eine hochwertige Schweißnaht erzielt werden.
Chrom- Nickelstahl (niedrig und hochlegiert, austenitisch)
Duplex und Super-Duplex-Legierungen (Ferrit, Chrom, Molybdän)
Hochtemperaturbeständige Nickelbasis Legierungen
Titan und Titanlegierungen
Beim Schweißen von Titanrohren liegt ein Augenmerk auf der Vermeidung von Verunreinigungen und oxidativen Reaktionen. Titanrohre reagieren leicht mit in Verbindung mit Sauerstoff und Stickstoff. Deshalb empfiehlt sich bei der Schweißung von Titanrohren der Einsatz einer Inertgaskammer um eine hohe Qualität der Titanrohrschweißung zu gewährleisten.
Nahtvorbereitung beim orbitalem Rohrschweißen
Der Nahtvorbereitung kommt ein großer Stellenwert zu. Sie soll mit Sorgfalt und reproduzierbar ausgeführt werden. Die Fügestellen sind als I-Stoß bei Wandstärken < 3,00 mm oder als Tulpennaht bei Wandstärken > 3,00 mm auszuführen.
Die einzelnen Schritte der Nahtvorbereitung beim orbitalen Rohrschweißen sind grundsätzlich wie nachfolgend beschrieben durchzuführen:
- Sägeschnitte sind planparallel auszuführen (mittels Orbitalsäge).
- Die Fügestellen sollten danach plan bearbeitet werden (mittels Plangerät).
- Oxyde sind im Außen- und Innenbereich der Fügestelle zu entfernen (abrasiv ca. 5-100 mm von der Fügestelle entfernt).
- Entfetten der Fügestelle unmittelbar vor dem Schweißen (z.B. mit Isopropanol).
Prozessüberwachung beim orbitalen Rohrschweißen
Prozesssteuerung
Zur Prozessüberwachung nach Industriestandard 4.0 wird eine leistungsfähige Prozesssteuerung und entsprechende Überwachungseinrichtungen eingesetzt, um den gesamten Prozess des Schweißens von Rohren reproduzierbar sicher auszuführen, inklusive einer umfangreichen Prozessdokumentation.
Die Steuerung ist einfach und sehr übersichtlich konzipiert, um die Programmierung intuitiv und leicht verständlich zu gewährleisten. Eine Bedienerschulung nach DIN EN ISO 14732 (3 Schulungstage) qualifiziert den Bediener, komplexe und anspruchsvolle Schweißungen auszuführen, ohne eine zertifizierten Schweißerschein vorweisen zu müssen.
EVO- Orbitalsteuerung mit Wasserkühler inkl. 200 A Stromquelle. Diese kann auch ohne Wasserkühler bei Verwendung von gasgekühlten Schweißwerkzeugen eingesetzt werden.
Mit einer optionalen Switch Box, können 2 Schweißarbeitsplätzen mit unterschiedlichen Schweißwerkzeugen, auf Knopfdruck nacheinander bedient werden.
Optionale Überwachungsgerätschaften
Eine programmierte Gassteuerung erleichtert beim Schweißen von Rohren die Einstellung der unterschiedlichen Gasversorgungskanäle und überwacht die im Programm eingestellten Parameter.
Zur Messung des Restsauerstoffanteils im Formiergas sowie dem Differenzdruck, kann ein entsprechendes Messgerät (Oxy- EVO) mit der Steuerung verbunden werden. Das Messgerät erteilt der Orbitalsteuerung die Programm-Startfreigabe sobald die voreingestellten Restsauerstoffwerte (ppm) und Formiergasdruck (ppa) erreicht werden. Die erreichten Werte, werden in der Prozessdokumentation erfasst und können als Nachweis und zur Verbesserung der Prozesssicherheit erheblich beitragen.
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