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INFORMACION SOBRE SOLDADURA ORBITAL TIG

FRONIUS International GmbHDivision SchweißtechnikProduktmanagement AutomationBuxbaumstraße 2A-4600 Wels

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Que es soldadura orbital?

Se conoce como “SOLDADURA ORBITAL““SOLDADURA ORBITAL“ el proceso de soldar circularmente una pieza cilíndrica fija o fijada en un soporte (conductos, tuberías, etc). Para este propósito, la antorcha se desplaza sobre una guía y recorre la pieza de manera circular.Esta es la razón por la cual el proceso recibe su nombre, pues la palabra „Orbit “ viene del Latín y se refiere al movimiento de la luna alrededor de la tierra.

Con esta técnica se esperan resultados reproducibles y de alta calidad, por esta razón normalmente se emplea el método de soldadura TIG (WIG).

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Uno de los obstáculos a superar es la acción de la fuerza de la gravedad en el baño de fusión.

Esto se logra con la adecuada programación del equipo orbital. Con el proceso de soldadura orbital, todas las posiciones son posibles

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Resultados con la tecnología TIG pulsado

Sin ajuste de parámetros

Con ajuste de parámetros

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Gas

Corriente

Movimiento giratorio

Velocidad del hilo

AVC

OSC

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Ventajas de la soldadura orbital

manual

Orbital

Com

para

cion

del p

roce

so T

IG m

anua

l y a

utom

atiz

ado

Diámetro del tubo [mm]

t [seg.]

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Ventajas de la soldadura orbital

Alta calidad en el cordónAlta seguridad del métodoResultados totalmente reproduciblesNo hay necesidad de un soldador calificadoRentabilidad gracias al método automatizadoTiempos de producción cortosPosible en espacios de difícil acceso, que probablemente serian imposibles para una soldadora manualMínima contaminación debido a las condiciones del medio ambienteMínima (ó cero) aparición de oxidoDocumentación del procesoAdecuado para construcciones exteriores

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En que consiste un sistema orbital

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Factores principales que influyen en el cordóndurante la soldadura orbital:

Preparación de las superficies a soldar

Gas de protección y depurador

Electrodo de tungsteno (Wólfram)

Tobera

Distancia entre el electrodo de tungsteno y la pieza

Centrado del dispositivo de depurado

Condiciones ambientales (temperatura, lugar)

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Distribución del espacio al soldar tuberías con codos

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Distribución del espacio al soldar tuberías con codos

Diámetro exterior del tubo (d1)

Espesor de las paredes (e1)

Distancia entre los tubos (a1)

Distancia hasta el próximo obstáculo

Longitud de la parte recta del tubo(L1)

Longitud de la parte recta del codo(L2)

Altura del delantal (H)

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Distribución del espacio al soldar tuberías con superficies planas

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?

Diámetro exterior del tubo

Espesor de las paredes

Cantidad de tubos

Espesor de la superficie

Separación entre las perforaciones (X)

Distribución (Y)

Planos exactos de la superficie

Distancia entre el eje del tubo y el

borde de la superficie

Distribución del espacio al soldar tuberías y superficies planas

A ras Atrasado

SobresalienteSoldadura

fondo

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Preparación y adecuación de los materiales

Angulo del flanco

Radio de la raíz

Altura de la garganta en la raizLongitud lateral

de la garganta en la raiz

Espesor del tubo

Longitud de la expansión interna

Altura del flanco

Angulo de expansión interna

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Preparación y adecuación de los materiales

I

V

Y

U

ID

I-Naht / square-butt weldStumpf-Naht / butt weld

V-Naht / single V-butt weld

Y-Naht / Y-butt weld

U-Naht / single U-butt weld

Rohrinnendurchmesser / pipe- inner diameter

Fugenform/ seam preparation

Symbol Bezeichnung/ Description

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Ejemplo de preparación del material (acero inoxidable)

Preparación del borde de acuerdo alespesor de las paredes del tubo

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Tipo de soldadura

TIG con material de aportación+ AVC + Movimiento pendular

TIG con material de aportación

TIG sin material de aportación

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Pulir adecuadamente el electrodo de tunsteno

El pulimento exacto del electrodo de tunsteno es una condición básica para un resultado optimo y de calidad del cordón.Mediante una alta calidad en el área de la punta del electrodo de tunsteno será garantizada la exacta reproducción de los parámetros de la soldadura.

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Gases

Gas protector

Gas protector MaterialArgón, Helio,Ar/He mezclado

Todo tipo de material

Ar/H2 mezclado Acero austenítico al manganeso

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Gases

Gases depuradores

Gas protector MaterialArgon, Helio,Ar/He mezclado

Todo tipo de material

Ar/H2 mezclado Acero austenítico al manganeso, Ni y materiales basados en Ni

N2/H2 mezclado Acero austenítico al manganeso (no estabilizados con Ti)

N2 Acero austenítico al CrNi, acero duplex y súper duplex

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Depuración

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?

Sin depuraciónSin depuración Con depuraciónCon depuración

Una gran ventaja es proteger el cordón desde la parte interior de la tubería a través del proceso de “depuración“, para evitar la formación de capaz de oxido y el color de revenido.Esto se logra evitando la presencia del oxigeno en el interior(contenido en el aire).(p. Ej..: Acero al CrNi, Titanio, Metales no férreos)

Depuración

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Depuración

Oxidación / Color de revenido :

Argon 12Vppm Oxigeno Argon 80 Vppm Oxigeno Argon 0,1 Vol.-% Oxigeno(*)

(*) 0,1 Vol.-% Oxigeno corresponde a aprox. 1000 Vppm

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Ayuda para la depuración

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Dispositivo de centrado y tensión

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Calidad asegurada a través de pruebas y documentación

Prueba visual de todas los cordones

Cumplimiento de las normas correspondientes (FDA, GMP)

Pruebas de resistencia en la costura

Inspección de la parte interna del cordón a través de video endoscopia, para la detección de errores y color de revenido en la tubería

Control del cordón con prueba de color contra errores adicionales

Documentación de cada proceso de acuerdo a la norma estandar ISO

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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?Errores debidos a una mala preparación de los materiales

Alineamiento de los extremos del tubo !Fijado deficiente !

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Materiales

AceroAcero inoxidableTitanioAluminioMetales basados en Níquel (Inconel)Cobre Duplex

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Campos de aplicaciónSector

MicroelectrónicaFarmacéutico/BioquímicoIndustria alimenticiaQuímicoRefrigeraciónEnergíaCentrales de EnergíaAviación Instrumentación y controlSoportes y plataformasConstrucciones Navieras

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Soldadura orbital en la industria farmacéutica

Mercados que exigen una calidad similar en el proceso :

Exigencias básicas de un sistema de tubería

Industria de semiconductoresIndustria química y bioquímicaIndustria alimenticia

El nivel de contaminación debido a las condiciones del medio ambiente, p.Ej.. Humedad, en la tubería debe ser mantenido muy bajo o nulo.La soldadura debe satisfacer las correspondientes normas básicasde la planta.

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Ordenamiento de los tubos de acuerdo a su objetivo de utilización

Tuberías de contacto primario (Purificación de vapor, de agua, tuberías de productos, de ventilación, extractores, asi como filtros de esterilización y dispositivos de almacenamiento)

Tuberías de contacto secundario(tuberías de ventilación y extracción de aire, filtros de esterilización hasta sistemas de almacenamiento a presión)

Otros conductos(Conductos de vapor, de condensación,de refrigeración, de desagüe)

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Puntos a tener en cuentaSelección del material (propiedades del material ante la corrosión)Calidad del material (tipo de acabado, superficies, tolerancias)Técnica para la juntura (solo se permite junturas soldadas)Garantía de calidad a través de pruebas y documentación(documentación de cada proceso, prueba visual, endoscopia)

Soldadura en válvula con derivaciones

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Técnica de la juntura (I):

Ubicación y alineamiento de la tuberías lo mas exacto posible

Calidad en las uniones de la tubería: máx.. desalineación: 10% del espesor de la tubería

Puntos de sujetación con Ar 4.8 o Ar/H2 : puntos de sujetacion pequeños e invisibles desde la parte interior

Los tiempos del pre-flujo y post-flujo de gas (protector y de depuración) deben corresponder a las especificaciones de la soldadura

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Técnica de la juntura (II) – Criterio para la costura

Geometría del cordón (acabado, Ej.: una raíz poco elevada)

Grosor del cordón (la sección transversal del cordón debe cubrir el ancho de las paredes)

Método para hacer la raíz (raíz sin caída interior)

Ausencia de grietas y poros en el área del cordón

Color de revenido (evidencias de oxidación) - máx. coloración(amarillo pálido)

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Cumplimiento de los criterios del cordón

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Técnica de la juntura (III) – Ventajas de la soldadura orbital

Pinzas cerradas de soldadura para una protección optima con gas (para evitar el color de revenido)

Control exacto de todos los parámetros básicos de soldadura

Mínima elevación en el lado interno del cordón

Mínimo recalentamiento de la pieza, gracias a la técnica de pulsado

Desde el punto de vista metalúrgico, el cordón presenta una calidad muy alta

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Soldadura orbital en las industrias purificadoras

Utilización de la soldadura orbital en el mercado:

Sistemas de transporte y distribución de sustancias liquidas

Sistemas para el procesamiento de gases y su distribución

Elaboración de paneles de gas

Soportes

Construcción de tuberías en salones purificados

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Clases para purificación de salones :CLASS 10,000 Satélite

CLASS 1,000 Producción y soldado de válvulas

CLASS 100 Típico en la industria de semiconductores

CLASS 10 Limpieza y empaque de los productos soldados terminados

CLASS 1* aplicaciones especiales 2 o 3 en los Estados Unidos

*: CLASS 1 = 1 µm Partícula por 10,000 cu.ft (aprox. 370 m3)

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Industrias en las cuales la producción exige un salón o espacio purificado:

ElectrónicaMedicaFarmacéuticaAérea y aeroespacialAlimenticia

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Tasa de error (factores de influencia)

Medio ambiente > 20 %Energía > 10 %Temperatura > 2 %Alteraciones en el Proceso > 20 %Usuario > 20 %Equipo > 20 %

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UHP 250 –Para una optima integración en el acabado de paneles

UHP 250-protección de gas para instalaciones con dimensiones pequeñas

Soldadura orbital en la construcción de centrales de energía

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Soldadura de tubos

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Soldadura de tubos

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Grietas


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TS 25:TS 25:

•• Sistema de tensión para el Sistema de tensión para el posicionamiento y fijación de la antorcha posicionamiento y fijación de la antorcha

•• Cámara de soldado cerrada para Cámara de soldado cerrada para materiales de rápidomateriales de rápido oxidamentooxidamento

•• Soldadura sin material de aportaciónSoldadura sin material de aportación

•• Desde I.D. 7 mm Desde I.D. 7 mm -- A.D. 25,4 mmA.D. 25,4 mm


••TS 60:TS 60:

•• Sistema de alimentación de Sistema de alimentación de hilo integradohilo integrado

•• AVC (Opción)AVC (Opción)

•• De ID 8 De ID 8 -- 60 mm60 mm

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TS 73:TS 73:

•• Sistema de alimentación Sistema de alimentación de hilo exteriorde hilo exterior

•• Fácil manejo Fácil manejo

•• RobustoRobusto

•• De ID 8 De ID 8 -- 60 mm60 mm

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•• Una aplicación con 3 antorchas:Una aplicación con 3 antorchas:TP 60 conectadas en paraleloTP 60 conectadas en paralelo

•• Sistema de tensión y Sistema de tensión y posicionamientoposicionamiento

•• Componentes flotantesComponentes flotantes

•• Refrigeración y depuración en el Refrigeración y depuración en el lado posterior de la costuralado posterior de la costura

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- Utilización: Construcción de un intercambiador de calor Hudson- Material: Acero inoxidable, Duplex y acero al carbón- Dimensión:Fondo: 3200 x 438 x 207 mmEspesor del fondo delantero: 32 mmEspesor del fondo trasero: 30-55 mmDiámetro del tubo: 25,4 – 32 – 38,4 mm- Cabezal: TS 60


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- Material: Acero súper DUPLEX- Hilo: ZERON 100- Diámetro: 280 mm- Capas: 12- Duración: 1h 10 min.

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- Utilización: Tubos de refrigeracion (Industrias procesamiento de Basuras)

- Material: ST 37.8- Proceso: Orbital-TIG-Hilo frío- Hilo: DMO-IG 0,8 mm- Diámetro: 38 mm- Espesor de los muros: 3 mm- Capas: 2

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Soldadura orbital en la industria aérea y aeroespacial

Utilización :Material: Titanio, Aluminio Diámetro: (Titanio) 50x1 mm

(Alu) 45x0,8/1,0 mm Cabezal: MU IV 19/ 80Gas protector: Argon

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Antorcha especial con Antorcha especial con facilidades de ajuste y facilidades de ajuste y posicionamiento para posicionamiento para soldadura de soportes sin soldadura de soportes sin fijación previafijación previa

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Antorcha especial con Antorcha especial con facilidades de ajuste y facilidades de ajuste y posicionamiento antes de posicionamiento antes de empezar a soldarempezar a soldar


Soldadura orbital en la industria naviera - plataformas marinas

Diámetro: hasta 100 mm Material: Acero austenitico y duplex

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Soldadura orbital en la industria naviera -plataformas marinas

Utilización: Plataformas-tuberías-reubicaciónMaterial: Acero inoxidable duplexDiámetro: 168 mmEspesor de los muros: 11 mmProceso: TIG-Hilo frío, separacion (gap) minimaCapas : 8Duración del ciclo: 52 min.Preparación de la costura: J solo para la capa

final con oscilacion

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Soldadura orbital en la industria químicaUtilización: Intercambiador de calorMaterial: X2 CrNi N 22.5 3 (Duplex)

Inox 1.4948 – 304/ 308Diámetro: Tubo: 38 mm

Lamina: 2000 y 2800 mmEspesor: Tubo: 2,3 mm

Lamina: 35 mm Cabezal : TS 60 con accesorio especial y

sujetador neumático

Construcción de maquinas y unidades de almacenamiento

Utilización: Regulación deválvulas e instrumentación

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Construcción de maquinas y unidades de almacenamiento

Utilización : Soldadura en la fabrica

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Soldadura orbital en procesos energéticosUtilización: Soldadura de conductos

hidráulicosMaterial: Acero bajo en aleación Cabezal : TIG 20/ 160Diametro: ¾ “ – 1 ¼ “Espesor de la pared : 2,5 – 4,5 mm

Soldadura orbital – Construcción de maquinas y unidades de almacenamiento

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Soldadura orbital – Construcción de tuberías

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Soldadura orbital en procesos energéticos

Utilización : Construcción de sistemas de calefacción

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Productos

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En compañía de la pinzas orbitales es de aplicación universal para conexiones tubo-tubo, tubo-brida y tubo-fondo de tuboFuente inversora integrada 200A DCRefrigeración integrada (agua) Alimentación controlada con microcontroladorCiclo de soldadura ajustado con control remotoMemoria Interna para 16 ProgramasMemo-Card para salvar y cargar programasControl del eje de rotación, del cabezal y del alimentador del hilo Set de parámetros definibles libremente por sector 10 Sectores por costura (360°) Datos de soldadura y documentación Impresora de puntos incluida, con 20 caracteres por renglón

SISTEMA REGULADO FPA 2000 ORBITAL

PM Automation

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En compañía de la pinzas orbitales es de aplicación universal para conexiones tubo-tubo, tubo-brida y tubo-fondo de tubo

SPS-Regulado

Fácil programación

Regulación y control total de todos los parámetros a través del control remoto FPA 2003-RC

Memoria interna programable de hasta 200 programas

Set de parámetros definibles libremente por sector

9 sectores por costura (360°)

PC-Software „FPA-Manager“ para programación, documentación, resp. almacenamiento (opcional)

Termo impresora y unidad para disquete (opcional)

SISTEMA REGULADO FPA 2003 ORBITAL

PM Automation

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Especial para soldadura a tope de tubo con espesor delgado sin material de aporte

Utilizable en tubos con diámetro exterior entre 1,6 hasta 170 mm (dependiendo del tipo de pinza) y paredes con espesor máximo de 3,5 mm

Cámara de protección para evitar el color de revenido

Direccionamiento especial del gas para evitar la emisión de partículas

Intervalos largos de soldado gracias a la refrigeración por agua

Sistema de cucharas tensoras Solid-Flex

PINZAS CERRADAS DE SOLDADURA UHP/ MW/ K

PM Automation

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Especial para la soldadura de tubo-fondo de tubo con o sin material de aporte

Intervalos largos de soldado gracias a la refrigeración por agua

Principio de colector para la alimentación de la antorcha giratoria sin fin

sistema modular TS 2000 :con / sin AVCcon sistema de alimentación de hilo integradocon sistema de alimentación de hilo externo con sistema de tensión neumático

Apropiado para tubos con diámetro exterior de 8 hasta 60 mm (dependiendo del tipo de cabezal)

Estribo sujetador giratorio para balanceo

CABEZAL DE SOLDADURA ABIERTA TS 25/ TS 2000

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Para soldadura de unión tubo-tuboSistema de sujetacion y centrado con pinzas de ajuste continuoFácil adaptación en diferentes geometrías tubulares Concepto modular (unidad de material de aporte, de AVC, de OSC)Antorcha giratoria 0° bis 40° (bridas) Exploración mecánica de la alturaAjuste mecánico de precisión para correcciones laterales +/- 2,5 mm Intervalos largos de soldado gracias a la refrigeración por agua

PINZAS ABIERTAS DE SOLDADURA MU IV P

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Bastidor de ruedas orbital para la mayoría de trabajos de soldadura en la fabricación de tuberías

Método de soldadura:

TIG con material de aporte y capas multiples

Diámetro exterior del tubo desde 114 mm

Espesor máx.. de la pare del tubo 200 mm

Sistema de alimentación del hilo integrado, 5 rodillos 0,8 (ranura trapezoidal)

Generador de impulsos de recorrido integrado para la regulación de la velocidad

Sistema motorizado de carro cruzado (carros AVC y OSC)

Unidad especial de alimentación del hilo con 2 ejes

Rango de graduación de la antorcha +/ - 45°

Velocidad de desplazamiento 20 – 400 mm/min.

Corriente de soldadura máx.. 300 A/ 500 A

BASTIDOR DE RUEDAS ORBITAL POLYCAR 60/POLYCAR 130

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Acondicionamiento de los extremos del tubo en la fase de preparación del área a soldar

Modo de operación con aire presurizado o con sistema eléctrico

Herramientas para el sistema de tensión

Potencia y uso del sistema de alimentación mejorado

Accesorios para el pulimento de la capa protectora

Diámetro interno del tubo hasta hasta 111 mm

Diámetro externo del tubo hasta hasta 114,3 mm

Accesorios para herramientas multiuso, adecuado para diferente tipos de uniones

Recomendado tanto para aceros sin aleaciones como para tuberías de acero inoxidable

MAQUINAS PARA TRATAMIENTO Y ACABADO DE LA TUBERIA REB/ BRB

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Especial para el corte y la preparación simultanea del tubo

Rango del diámetro exterior de tubo entre 10 bis 325 mm

Rango del diámetro interior de tubo entre 7 – 193 mm

Espesor de la pared del tubo 0,5 bis 10 mm

Regulación electrónica de la velocidad de giro

Amplia numero de puntos para la tensión del tubo

Sujetador ideal en solo un parte del tubo

Dirección del proceso de adentro hacia afuera del tubo

Adecuado para soldadura de alto rendimiento como: Titanio, Acero de alta aleación, Cobre, Aluminio, Acero al carbono

ROHRTRENN- UND ANFASMASCHINE RA/ RA H

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Diámetro interno del tubo 13 - 215 mm

Total aislamiento es garantizado gracias a su construcción con tres discos en cada extremo

Distribuidor de gas nuevo, patentado (Modo de trabajo de acuerdo al principio pistón-desplazamiento)

Aprobado contra los rayos ultravioletas

Aprobado térmicamente hasta 340°C

Posicionamiento rápido y fácil, ideal para posiciones difíciles

Eficiente y rentable:

Tiempo de depuración extremadamente corto

Consumo mínimo de gas

Posicionamiento rápido

CILINDRO DE DEPURACION SC PROFI

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Administración de datos de soldadura para un PC/ Laptop conectado al sistema de regulación FPA 2003

Funciones

Visualización, generación, almacenamiento de todos los parámetros

Documentación de los parámetros

Captura de datos en modo On-Line (FPA-AVR)

Transferencia de datos desde PC al sistema de regulación FPA 2003 en modo On-Line a través de una interfase o Off-Line a través de un disquete

SOFTWARE “ FPA-MANAGER “

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www.fronius.com

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