Témata
Reklama

Komfort a přesnost při svařování - stále vyšší nároky

Technika svařovacích zdrojů udělala v posledních dvaceti letech díky vývoji polovodičů a mikroprocesorů rozhodující pokrok. Výrazy, jako digitalizace, řízení počítačem a virtuální svařovací zdroje ovšem o kvalitě produktu vypovídají jen málo. K posouzení kvality svařovacího zdroje je totiž třeba vzít v potaz mnoho faktorů, které mohou být s ohledem na účel použití velmi rozdílné.

Výrazy, jako digitalizace, řízení počítačem a virtuální svařovací zdroje ovšem o kvalitě produktu vypovídají jen málo. K posouzení kvality svařovacího zdroje je totiž třeba vzít v potaz mnoho faktorů, které mohou být s ohledem na účel použití velmi rozdílné.
Výkonové části všech tranzistorových přístrojů pracují při dnešním technickém pokroku s technikou tzv. spínacích regulátorů a díky tomu s nízkými ztrátami. Stupeň elektrické účinnosti primárně (invertor) a sekundárně (chopper, přerušovač) taktovaných výkonových částí se přitom téměř neliší. Také často uváděné jalové výkony (cos ?) jsou u obou typů spínacích regulátorů na stejné úrovni a u moderních spínacích regulátorů se neliší ani rychlost reakce. U obou částí jsou běžné takty od 100 kHz tj. reakční doba 10 ?s?
Reklama
Reklama
Reklama

Invertor, nebo chopper?

Nevýhodou invertoru je větší zpětný účinek na primární síť dodavatele elektřiny, protože deformuje jinak sinusové průběhy proudu a napětí, což za určitých okolností může vést k výpadku jiných přístrojů. Další nevýhodou je komplikovaná konstrukce invertorového modulu, jehož opravu může provádět jen výrobce. Chopper díky své robustní konstrukci umožňuje údržbu a opravy proškolenou obsluhou.
Významné výhody invertoru oproti chopperu však spočívají v jeho hmotnosti a rozměrech. Tyto výhody mohou hrát roli zejména u mobilních svařovacích zařízení. Ale také tady má invertor své hranice. Manipulace s invertorovým svařovacím zdrojem, který váží bez chladicího modulu 30 kg a s chladicím modulem pro hořák 45 kg, se při použití integrovaného pohonu drátu s jedním kotoučem (15 kg) stává obtížnější. Zohlednit je pak třeba rovněž přívod plynu, který je u přenosných invertorových svařovacích zdrojů omezen nebo v kombinaci s plynovou lahví (20 až 60 kg) nerealizovatelný.

Vyšší výkonová rezerva - plus pro chopper

Výhodou chopperu oproti invertoru je vyšší dynamická výkonová rezerva neboli krátkodobé špičkové proudy pro zrušení zkratu či pro cílené uvolňování kapek v impulzním oblouku. Příkladem může být např. 400A chopper svařovacího zdroje Quinto II (Cloos), který připouští při 60% době zatížení pulzní proud 1000 A až na několik milisekund.
Dnešní sekundárně a primárně taktované zdroje svařovacího proudu vykazují malé technické rozdíly. V zásadě nemá výkonová část při správném dimenzování žádný vliv na svařovací vlastnosti zdroje, ty se určují výlučně ovládáním. Obě koncepce spínacích regulátorů mají své výhody a používají se podle profilu požadavků, které na ně uživatel klade.

Svařovací vlastnosti

Svařovací vlastnosti svařovacího zdroje jsou velmi důležitým hodnoticím kritériem. Patří mezi ně například chování při zapalování, stabilita elektrického oblouku za nejrůznějších podmínek použití, uvolňování kapek u různých druhů elektrického oblouku a maximální dosažitelná rychlost svařování. Proces zapalování byl dále optimalizován jak prostřednictvím ovládání svařovacího zdroje, tak regulací posuvu drátu. Protože posuv drátu musí po kontaktu s plechem jít na okamžik zpětným směrem, aby se mohl zapálit elektrický oblouk, má dynamika regulace posuvu drátu velký význam. Díky tomuto průběhu zapalování se elektrický oblouk zapálí téměř bez rozstřiků. Omezením zapalovacího proudu se navíc zvýší životnost kontaktní špičky a minimalizuje nebezpečí ulpívání rozstřiku na kontaktní špičce a s ním eventuálně spojené problémy s podáváním drátu.
Pro zlepšení hloubky závaru a šupinatosti svaru lze využít funkci Alu-Plus, která vychází z výzkumů svařování impulzním obloukem. Při jejím použití se zadává druhý soubor pulzních parametrů, který se cyklicky střídá s prvním pulzním souborem. Funkce byla natolik modifikována, že jí lze s vynikajícími výsledky svařovat kromě hliníku i další materiály, jako je konstrukční nebo chromniklová ocel.
Pulzní modulace pak přispívá k využití plného potenciálu svařovacího zdroje. Způsoby modulace mají své specifické přednosti a zápory, takže pro dosažení optimálních svařovacích vlastností je nutno vybrat správný druh. V horní výkonové oblasti lze modulací dosáhnout vyšších svařovacích rychlostí. Při vyšší rychlosti posuvu drátu se provádí nastavení ve velkých oblastech téměř výlučně variováním rychlosti posuvu drátu. V horní výkonové oblasti (vysoká rychlost posuvu drátu) má regulace technické výhody, v dolní výkonové oblasti může modulace způsobovat lepší uvolňovaní kapek.

Pracovní komfort díky nové koncepci obsluhy

Pro zajištění co možná nejjednodušší a nejbezpečnější obsluhy byla např. svářečka Cloos MC4 koncipována jako synergický svařovací zdroj. Různé svařovací úkoly je možné ukládat do přibližně 100 pracovních paměťových míst (job). Komfort při práci s joby zajišťuje koncepce obsluhy Variable Job Mode (VJM). U konvečních synergických svařovacích zdrojů nelze svařovací parametry u již naprogramovaných jobů měnit nebo přizpůsobovat, zůstávají tedy pevně nastavené. Pokud došlo ke změně svařovacích parametrů, nová data je možné uložit buď na libovolný nový job, přičemž původní svařovací parametry se nezmění, nebo dosavadní job přepsat.
Svařovací zdroj GLC403/603 Quinto II byl vyvinut pro použití v robotech a pro automatizaci. Přitom už 400A verze dosahuje pulzních proudů až 1000 A, 600A model bez problémů umožňuje svařování v tandemu se dvěma ocelovými 1,6mm drátovými elektrodami. Ani navařování páskovou elektrodou u ocelových materiálů, pro něž jsou zapotřebí střední proudy 600 až 800 A, není problémem. Díky modulární konstrukci lze oddělit chladicí modul a postavit ho na jiné místo, než je svařovací zdroj, nebo lze připojit externí chladicí jednotku. Kromě toho je kompletní pole pro obsluhu snímatelné a lze je integrovat do řídicí skříně robota jako separátní modul.
Senzorika použitá pro snímání rychlosti drátu umožňuje přesnost regulace 0,05 m.min-1. Velmi šetrný a rovnoměrný posuv drátu je zajištěn takzvanou vyrovnávací regulací Master/Slave, při níž slouží propojovací svazek kabelů jako paměť. Přední motor (master) je poháněn konstantním počtem otáček (rychlost drátu). Zjištění počtu otáček a jejich regulace probíhá digitálně. Pro ještě šetrnější podávání drátu se u CDD II při vyrovnávací regulaci automaticky zohledňuje délka soupravy hadic, materiál a průměr drátu. Na základě kompletní evidence všech ovlivňujících činitelů vyrovnávací regulace v každém okamžiku ví, jaké množství drátu se nachází ve svazku kabelů. Lze tak spolehlivě zabránit vylomení drátu z podavače. K detekci prokluzu v systému posuvu drátu jsou jak na pohonu master, tak na pohonu slave umístěny nezávislé měřicí systémy, které měří skutečnou rychlost drátu. Tato čidla umožňují srovnání mezi požadovanými a aktuálními hodnotami drátu a při odchylkách zobrazí na displeji varovné hlášení.

Všechny parametry lze měnit separátně

V synergickém režimu lze měnit rychlost drátu, všechny ostatní svařovací parametry se automaticky nastaví v souladu s naprogramovanou charakteristikou. Pokud je synergický režim vypnut, lze měnit všechny parametry separátně (režim jednotlivých parametrů). Každý přístroj Quinto má ve standardní konfiguraci 3,5palcovou disketovou jednotku. Ta umožňuje uživateli, aby zkopíroval všechny údaje na disketu nebo je z diskety nahrál. K přepracování dat postačuje standardní textový editor na PC. Všechny údaje lze pomocí diskety přenášet z jednoho přístroje na druhý.
Quinto II je přístroj s tzv. multitaskingem. To znamená, že může zároveň zpracovávat dva úkoly, což se využívá při režimu OOE (Online/Offline-Editing). Na přístroji lze současně svařovat, vybírat nové sestavy a paralelně programovat nové svařovací parametry a ukládat je do nových sestav. To umožňuje kratší prostoje ve výrobě, protože během zadávání nových svařovacích úkolů je možné s přístrojem dále pracovat.
Open Machine Interface (OMI) je dálkové rozhraní, které je možné volně připojit. Pomocí OMI lze konfigurovat vstupy a výstupy pro každý robot (např. konkurenční typ), pojezd nebo polohovadlo a uložit obsazení kanálů speciálně pro každý přístroj. OMI tak nahrazuje funkci SPS (programovací jednotky Siemens Simatec).
Kontrola svařovacích dat se navíc v dnešní výrobě stala standardem. Nová generace svařovacích zdrojů umožňuje kontrolu celkem dvanácti charakteristických veličin svařovacího procesu. Během svařovacího procesu se kontrolují hodnoty od rychlosti drátu až po průtok plynu a při opuštění zadaných údajů dochází k chybovým hlášením.
Vývoj u svařovacích zdrojů MSG (svařování v ochranných atmosférách) ještě zdaleka není ukončen. Budoucnosti budou patřit stále výkonnější, komfortnější svařovací zdroje, které budou mít jednoduchou obsluhu, ale budou obsahovat rovněž velké množství funkcí. Protože požadavky na hospodárnost a kvalitu musí splňovat čím dál vyšší nároky, mají kontrolní nástroje, jako je kontrola svařovacích dat a přiřazení svařovaného dílce, v automatizovaných svařovacích zařízeních nejvyšší důležitost.
Stefan Trube
Reklama
Vydání #5
Kód článku: 40598
Datum: 17. 05. 2004
Rubrika: Trendy / Spojování a dělení
Autor:
Firmy
Související články
Laserová technologie Platino pro každého

Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Související články
Autogen, plazma či laser?

Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Revoluce ve svařování laserem

Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Řezání vysokým tlakem

Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

Metody spojování využívající principy plastické deformace

Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

Trhací nýty pro vysoké zátěže

Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

Inovovaná fiber laserová centra

Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

Nové úkoly v technologii vodních paprsků

Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit