Robotyzacje OTC z wykorzystaniem niskoenergetycznych metod spawania.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Robotyzacje OTC z wykorzystaniem niskoenergetycznych metod spawania."

Marta Grzybowska
8 lat temu
Przeglądów:

Robotyzacje OTC z wykorzystaniem niskoenergetycznych metod spawania. Strona 1 z 5 Firma OTC-Daihen jako pierwsza w świeci wdrożyła do przemysłu spawanie MIG/MAG źródłem prądu przemiennego.

1 Robotyzacje OTC z wykorzystaniem niskoenergetycznych metod spawania. Strona 1 z 5 Firma OTC-Daihen jako pierwsza w świeci wdrożyła do przemysłu spawanie MIG/MAG źródłem prądu przemiennego. Prezentowany w 2008r i nagrodzony Złotym Medalem Targów Poznaoskich inwertor ACMIGPULS o nazwie DW 300, był zmodernizowaną wersją poprzednio produkowanego AC-MIG200, dającego łuk spawalniczy zasilany napięciem przemiennym. Możliwości spawarki DW-300 oprócz spawania zrobotyzowanego, dzięki doświadczeniu uzyskanemu przy produkcji jej poprzedniej wersji, zostały poszerzone także do zastosowao tego inwertora w procesie spawania ręcznego. Uzyskano to przede wszystkim dzięki poprawieniu stabilności łuku spawalniczego w zakresie małych wartości natężenia prądu spawania. Zwiększenie zakresu prądu i obciążalności spawarki (300A przy P=80%) dały dodatkowe atuty do nowych aplikacji przemysłowych. W 2009r ponownie na targach Poznaoskich miała premierę kolejna nowośd z OTC-Daihen. Mowa tu o wyróżnionym Złotym Medalem specjalnym systemie podawania drutu ACSERVOTORCH, opartym na w pełni sterowalnym z szafy robota dwuczęściowym podajniku, pozwalającym na pełną kontrolę prędkości podawania drutu, niezależnie od położenia i pozycji ramienia robota. Te dwa prezentowane przez firmą SAP-K.Jaskulski, produkty otworzyły zupełnie nowe perspektywy dla zrobotyzowanego spawania cienkich blach aluminiowych. O możliwościach spawania aluminium robotami OTC nowej generacji z wykorzystaniem prądu przemiennego oraz systemu podawania drutu ACSERVOTORCH pisano już w oddzielnych publikacjach. W chwili obecnej chcielibyśmy zwrócid uwagę na nowe oprogramowanie spawarek DW300. Software o nazwie DW+ pozwala zastosowad prąd przemienny i uzyskad oczekiwane efekty niskoenergetycznego spawania także w odniesieniu do łączenia stali konstrukcyjnych metodą MAG. Aby mówid dalej o korzyściach wynikających z zasilania łuku MIG/MAG napięciem przemiennym, należy przypomnied (chociaż poglądowo - patrz rys.1.) porównanie przebiegów prądu w metodach MIG/MAG: DC, DC PULS i AC PULS, uwidaczniające wartośd średnią prądu spawania w w/w wariantach metody MIG/MAG. EP-składowa dodatnia prądu spawania I en Rys.1. Przebiegi prądu w różnych wariantach metody MIG/MAG Rys.2. Definicja parametru EN Ratio

2 Strona 2 z 5 Z kolei rys.2 ilustruje definicję parametru EN Ratio,od wielkości którego zależy intensywnośd topienia drutu oraz głębokośd penetracji (wtopienia) materiału rodzimego. Jak widad określa on w procentach udział składowej ujemnej w wartości średniej prąd spawania. Dotychczas profity uzyskiwane z zastosowania prądu przemiennego uwidaczniały się głównie przy spawaniu aluminium. Przy łączeniu tego metalu i jego stopów, dla uzyskania efektu zmniejszenia energii liniowej wprowadzanej do spoiny wystarczało uzyskanie wartości parametru EN Ratio w granicach do 30%. Przy takich nastawach spawarki i dobrym przewodnictwie cieplnym aluminium (własności fizyczne) otrzymanie - przy cienkich blachach aluminiowych - poprawnego złącza (bez odkształceo) nie przedstawiało większych trudności. Dalsze zwiększanie nastawy EN Ratio nie było potrzebne, bo nie przynosiło już wymiernych korzyści (rys.4.). Rys. 4 Wpływ EN ratio na prędkość stapiania się drutu. Okazało się jednak, że w procesie spawania stali węglowych (inne niż aluminium własności fizyczne) konieczny jest znaczne większy udział składowej ujemnej w wartości średniej prądu spawania, tak aby dostarczaną energię cieplną jeszcze bardziej skoncentrowad na topieniu drutu i tym samym zmniejszyd ilośd ciepła wprowadzonego do materiału rodzimego. Mało tego, specyfika aluminium pozwalała sterowad wtopieniem i prędkością podawania drutu (bez pogorszenia stabilności łuku) już od 30A prądu spawania, podczas gdy dla stali zmiany te zauważalne były dopiero przy wyższych prądach (powyżej 150A). Praktyka pokazała też, że wyższe niż 30% nastawy parametru EN Ratio przy klasycznym kształcie (rys.2) prądu znacznie pogarszają stabilnośd łuku, uniemożliwiając wręcz momentami prawidłowy proces spawania. (a) EN ratio: do 30% (b) EN ratio: poyżej 30% Rys.5. Zmodyfikowane przebiegi prądu w DW 300

Dotychczas profity uzyskiwane z zastosowania prądu przemiennego uwidaczniały się głównie przy spawaniu aluminium.

Strona 3 z 5 Dlatego też, aby zastosowad metodę ACMIG PULSE do łączenia stali węglowych niezbędna była modyfikacja dotychczas stosowanego przebiegu prądu.

Przebieg prądu generowany przez nową spawarkę ilustruje rys.5.

3 Strona 3 z 5 Dlatego też, aby zastosowad metodę ACMIG PULSE do łączenia stali węglowych niezbędna była modyfikacja dotychczas stosowanego przebiegu prądu. Właśnie nowe oprogramowanie DW+ pozwala uzyskad odpowiedni do spawania stali konstrukcyjnych kształt prądu przemiennego w użytkowanych dotychczas spawarkach DW 300. Przebieg prądu generowany przez nową spawarkę ilustruje rys.5. Jak widad podstawowa modyfikacja kształtu prądu nowego DW300 polega na wyodrębnieniu w składowej ujemnej dwu składników: prądu bazowego oraz prądu impulsowego. Prąd bazowy wykorzystywany jest do podtrzymania łuku w momencie zmiany polaryzacji napięcia, składnik w postaci ujemnego impulsu steruje płynną kroplą spoiwa. Oczywiście zachodzi to dopiero przy nastawach EN ratio większych niż 30%, kiedy to na skutek zmiany polaryzacji zagrożona jest stabilnośd łuku spawalniczego. Ten zabieg pozwala zwiększad nastawy współczynnika EN ratio nawet do wartości 80%. Taki bowiem zakres wartości daje - w przypadku spawania stali konstrukcyjnych możliwości sterowania łukiem porównywalne z procesem zachodzącym przy spawaniu aluminium tj. oddziaływania wielkością składowej ujemnej na wtopienie i intensywnośd stapiania podawanego drutu. Ilustruje to rysunek 6., na którym porównano parametry i wygląd złącz (spoin) dla różnych nastaw parametru EN, otrzymanych przy próbach spawania stali konstrukcyjnej i aluminium. (a) Stal kontr. (b) Aluminum Rys.6. Wpływ wartości EN Ratio na wtopienie Na koniec należy zaznaczyd, że w zmodyfikowana programowo spawarka DW 300 nadal posiada podstawowy atut ACMIG PUSE polegający na możliwości spawania detali ze szczeliną powietrzną. Porównanie tych własności w stosunku do spawarek DC PULS ilustruje rysunek 7. Koniecznośd spawania detali spasowanych ze szczeliną powietrzną w praktyce występuje nagminnie. Jest to wynik przygotowywania (np. blach w przemyśle motoryzacyjnym) w procesie obróbki plastycznej, gdzie

4 Strona 4 z 5 efekt przygotowania zależy od wielu czynników wynikających z własności fizycznych materiału i braku powtarzalności samej obróbki. Jak widad z rys.7 metoda ACMIG PULS umożliwia poprawne wykonanie spoiny pachwinowej nawet przy szczelinie 2mm. Prawidłowe wykonanie tego typu złącza konwencjonalnym łukiem DCPULS (prąd stały) natrafia na kłopoty już przy szczelinie 1mm (podtopienia) a przy wartości 2mm, jest praktycznie niemożliwe. Podsumowanie Rys..7.spoina pachwinowa - wyniki spawania 1. Modernizacja programowa spawarki DW 300 otworzyła drogę do zastosowania spawanie łukiem prądu przemiennego także w obszarze stali konstrukcyjnych. 2. Bilans energii procesu spawania ACMIG PULSE pozwala zaliczyd inwertor DW 300 do klasy spawarek umożliwiających realizowanie tzw. procesu spawania niskoenergetycznego. 3. Podstawową innowacyjnością w stosunku do innych znanych tego typu metod jest to, że efekt redukcji energii liniowej osiągany jest wyłącznie na drodze elektrycznej (zasilenie łuku napięciem przemiennym i odpowiednie elektroniczne sterowanie tegoż łuku ). Nie stosowana jest w odróżnieniu od konkurencji żadna mechaniczna manipulacja drutem elektrodowym - wymagająca zazwyczaj specjalnych uchwytów np., typu pusch-pull. Dzięki temu, możliwe jest stosowanie zwykłych ergonomicznych uchwytów spawalniczych i stosowanie tej metody do spawania ręcznego. 4. Oprócz możliwości spawania ręcznego, spawarka DW300 znajduje szerokie zastosowanie do spawania zrobotyzowanego wszystkich rodzajów materiałów. W tych aplikacjach ogromne znaczenie ma także fakt, uzyskiwania redukcji energii wyłącznie na drodze elektrycznej. Pozwala to unikad stosowania skomplikowanych i drogich palników typu pusch-pull, które powiązane z systemem podawania drutu

Prawidłowe wykonanie tego typu złącza konwencjonalnym łukiem DCPULS (prąd stały) natrafia na kłopoty już przy szczelinie 1mm (podtopienia) a przy wartości 2mm, jest praktycznie niemożliwe.

5 Strona 5 z 5 robota nie zapewniają powtarzalnych warunków jego podawania przy różnych nieraz skomplikowanych położeniach ramienia robota. Idealnym rozwiązaniem do niskoenergetycznego spawania zrobotyzowanego jest połączenie spawarki DW300+ z systemem podawania drutu ACSERVOTORCH. Poznao, Sierpieo 2010r Opracowanie do użytku własnego Firmy SAP-K.Jaskulski. Publikacja pełnych materiałów odbędzie się na najbliższych targach EXPOWELDING w Sosnowcu (październik 2010). Opracował : Krzysztof Jaskulski na podstawie: - materiałów OTC Daihen, oraz - badao własnych Firmy SAP,

Poznao, Sierpieo 2010r Opracowanie do użytku własnego Firmy SAP-K.Jaskulski.

Podobne dokumenty

Metody łączenia metali. rozłączne nierozłączne:

Metody łączenia metali. rozłączne nierozłączne: Metody łączenia metali rozłączne nierozłączne: Lutowanie: łączenie części metalowych za pomocą stopów, zwanych lutami, które mają niższą od lutowanych metali temperaturę topnienia. - lutowanie miękkie