Témata
Reklama

Světová premiéra svařování systémem LaserHybrid

Na letošním veletrhu v Essenu byl prezentován "State of the art" ve svařovací technologii - nový, možno říci nejmodernější svařovací postup LaserHybrid. Poprvé se technická veřejnost měla možnost seznámit s výsledky výzkumu, kterým se pracovníci firmy Fronius zabývali v posledních třech letech.

V Essenu bylo zkompletováno celé pokusné zařízení a instalováno ve stánku firmy Fronius. Pomocí 50 m dlouhého kabelu ze skelných vláken o průměru 600 mikrometrů byl zaváděn laserový paprsek rychlostí světla k obrobku. Návštěvníci se tak mohli stát přímými svědky robotizovaného svařování rychlostí 8,1 m/min. Předváděny byly všechny běžné svary na hliníku: přeplátované, koutové, tupé, rohové, a to jak přímé, tak i zakřivené.
Reklama
Reklama
Reklama

Proces LaserHybrid

Tento hybridní systém znamená spojení dvou technologií - laseru a svařování MIG. Postup pak spočívá v následujícím principu: laserový paprsek zajišťuje dodatečný přísun tepla ke svařovanému materiálu, a to přímo do tavné lázně. Takto vzniklé vzájemné působení může mít různou intenzitu i různý charakter. Podle použití může převažovat charakter laserový či charakter elektrického oblouku. V porovnání s odděleným svařovacím postupem se v této kombinaci zvýší závar, případně rychlost. Za pomoci laserhybridového postupu lze svařovat hliník, ocel, pozinkovanou ocel a ušlechtilé oceli až do síly materiálu 4 mm. Svařovací hlavice koncipovaná samozřejmě pro samotný laserhybridový postup vykazuje na jedné straně co nejmenší geometrické rozměry, aby byly přístupné i obtížně svařovatelné díly, na straně druhé je konstruována tak, aby se mohla otáčet o 180 stupňů. Kromě toho umožňuje na rameni robota velký rozsah vertikálního nastavení. Integrované nastavovací zařízení s externí digitální odečítací jednotkou umožňuje posuv elektrického oblouku vůči laserovému paprsku ve všech souřadnicích. Proto může být svařovací proces přizpůsoben rozdílům v přípravě základního materiálu, ve svařovacím výkonu, v druhu a kvalitě drátu. A přitom se myslelo ještě na něco: aby ostřiky neznečistily ochranné sklo, je použit systém Crossjet, který dráhu odstřiků vychyluje a odsává je pak do kanálu pro odpadní vzduch.

Výhodné spojení

U svařování systémem LaserHybrid se jedná o spojení konvenční technologie laserového paprsku se svařováním MIG. Přitom je využito předností obou technologií pro dosažení nových špičkových výsledků. Volání průmyslu po větších výkonech, vyšší efektivnosti a lepší kvalitě platí samozřejmě také pro svařovací techniku. V této technologii hraje důležitou roli jak vysoká rychlost, tak i dobrá schopnost překlenovat mezery. Obojí však nelze za použití konvenčních svařovacích postupů realizovat. Klasické laserové svařování sice zajistí velmi vysokou svařovací rychlost, avšak v důsledku malého průměru ohniska vykazuje nízkou překlenutelnost mezer. Etablované svařování MIG je oproti tomu charakterizováno dobrou překlenutelností mezer, avšak nedosahuje potřebné rychlosti.

Celek je více než součet jednotlivých částí

Z tohoto důvodu využili vývojoví pracovníci firmy Fronius hybridní postup a spojili laserový paprsek se svařováním MIG. V systému působí laserový paprsek a elektrický oblouk společně v jedné svařovací zóně a vzájemně se ovlivňují, resp. podporují. Oba je možno charakterizovat následovně:
- proces svařování pomocí elektrického oblouku je cenově výhodným zdrojem energie, je charakterizován dobrou překlenutelností mezer;
- může ovlivnit kvalitu spoje volbou přídavného materiálu;
- proces svařování laserovým paprskem se vyznačuje velkou hloubkou závaru;
- umožňuje vysokou svařovací rychlost;
- vykazuje nízké termické zatížení;
- umožňuje dosažení úzkého svaru.
Synergetické efekty spojením obou procesů
Spojením obou procesů dojde k následujícím synergetickým efektům:
- stabilizaci procesu střídavým působením elektrického oblouku a laserového paprsku, čímž je umožněno téměř bezrozstřikové svařování;
- dokonalejší překlenutelnosti mezer;
- zmenšení tavné lázně, která vyžaduje nižší přísun tepla, čímž dojde ke zmenšení tepelně ovlivněné zóny. Pro obrobek to znamená snížení tepelné deformace a snížení času potřebného k dodatečnému opracování;
- zkrácení výrobních časů.

Použití laseru při výrobě automobilů

V první polovině osmdesátých let došlo k průkopnickému použití laseru v automobilovém průmyslu. V současné době používají laseru v sériové výrobě všichni renomovaní výrobci automobilů. U svařovacích aplikací se často využívá laser typu Nd: YAG, který nabízí výrazné výhody především při trojrozměrném svařování karoserií, a navíc umožňuje použít výkon až 4 kW. V automobilovém průmyslu se dnes počítá nejen se stále vyššími požadavky na kvalitu a bezpečnost, ale také na maximální hospodárnost. Dále též spolehlivost pracovního postupu, jednoduchou manipulaci, a stále více se také dbá na kvalitu pohledových svarů. A pokud jde o geometrii svaru, existují mezi laserem, MIG a LaserHybridem výrazné rozdíly v hloubce závaru, jak je také patrné ze schematického znázornění.

Firma Audi dala podnět

Nikoho asi neudiví, že podnět k vývoji postupu LaserHybrid dal rovněž výrobce automobilů, a sice Audi Neckarsulm v roce 1998. Audi již mělo mnohé zkušenosti s laserem a společně s experty firmy Fronius pracovalo na novém svařovacím procesu. Již o rok později probíhal vývoj nové velkoprostorové limuzíny u VW. Pro potřebné pokusy byl v objektu podniku Fronius instalován institutem ve Frauenhofu mobilní laser o výkonu 4 kW. Světlo soustředěné do svazku bylo vedeno do laboratoře světlovodem prostřednictvím ohebného vlákna o průměru 0,6 mm. Pokusy splnily beze zbytku všechna očekávání, a tak dospěl postup LaserHybrid do stadia praktického využití.
Reklama
Související články
Virtuální svařování - simulátory pro výuku

Svařování je jedna z nejvýznamnějších strojírenských výrobních technologií, která má rozhodující vliv na kvalitu řady výrobků. Zároveň velmi ovlivňuje výrobní náklady, proto má klíčové postavení mezi výrobními technologiemi. Toto odvětví se však dlouhodobě potýká s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků na všech úrovních, tedy i pracovníků provádějících vlastní svařování - svářečů. Kvalifikace svářečů však není jednoduchá záležitost. Je to dlouhodobý, relativně nákladný proces, který je striktně předepsán legislativními požadavky a normami. Řada konvenčních metod svařování je navíc silně závislá na "lidském faktoru", tj. na zručnosti pracovníků, jejich fyzické i psychické kondici apod.

Svařování MAG pro zvýšení hospodárnosti při stavbě zásobníků a potrubíí

Vedle manuálního svařování TIG a svařovacího postupu TIG – studený drát se při stavbě potrubí, technologických zařízení a zásobníků stále více používají svařovací procesy MAG, protože umožňují pracovat s mimořádně vysokým stupněm efektivity.

Nová éra svařovací techniky ve výrobě vozidel

Jakkoliv dochází k rozšiřování nových spojovacích technologií, jako je lepení nebo nýtování dutými nýty, zůstává i do budoucnosti klíčovou technologií pro výrobu speciálních vozidel svařování. To v plné míře platí u společnosti Rosenbauer International KG, která je globálním hráčem v oblasti výbavy pro požární stanice.

Související články
K vyšším cílům s novou svařovací technikou

Společnost Doka patří k předním světovým podnikům v oblasti techniky bednění a již více než 50 let disponuje odborným know-how ve výrobě vysoce kvalitních bednicích systémů pro stavební průmysl. Přitom neustále roste význam svařovaných komponent. Upgradem stávající robotické svařovací buňky svařovacím zdrojem Fronius TPS/i Robotics a magnetickým CrashBoxem se společnosti Doka podařilo – i přes již tak vysokou výkonnostní úroveň – dále zvýšit produktivitu a navíc zajistit flexibilitu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Svařovací zdroj pro robotizované svařování

Společnost Fronius přichází s novým svařovacím zdrojem TPS/i Robotics, který je speciálně přizpůsoben potřebám robotizovaného svařování. Díky propojeným a vzájemně optimálně sladěným systémovým komponentám nabízí rychlejší svařování s vyšší reprodukovatelností. Sofistikované, ale přesto snadno ovladatelné funkce svařovacího zdroje TPS/i Robotics navíc umožňují dosáhnout nové úrovně kvality a trvale ji udržet.

Nový obloukový proces pro efektivnější svařování

Čtyři nové varianty oblouku pro platformu MIG/MAG svařovacích zdrojů TPS/i jsou ukázkou využití pokrokových technických možností této nejmodernější výrobní řady společnost Fronius.

Svařování na nejvýznamnějším průmyslovém veletrhu střední Evropy

Fronius přichází na Mezinárodní strojírenský veletrh s revoluční inovací TIG svařování, přístrojem pro dokonalou povrchovou úpravu a kobotickou buňkou pro automatizované svařovací procesy.

Svařování nerezu uprostřed zeleně

O společnosti LIKO-S jste se v našem časopisu mohli dočíst před necelými dvěma roky, v rozhovoru mého kolegy Milana Louckého s jejím zakladatelem, panem Liborem Musilem (viz MM Průmyslové spektrum č. 5/2018 nebo www.mmspektrum.com/180516). Nyní jsem se do Slavkova u Brna, kde firma sídlí, vydal já, tentokrát ale na pozvání společnosti Fronius, která je jedním z jejích dodavatelů svařovací technologie.

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.

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.

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.

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.

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.

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