Сварочные работы

Сварочные роботы обычно используют сплошную проволоку диаметром 1,0 мм 

Сварочные роботы обычно используют сплошную проволоку диаметром 1,0 мм. В качестве защитного газа применяется смесь двух газов с добавкой третьего компонента - газа для уменьшения разбрызгивания. Автомобилестроители постоянно проводят исследования, связанные с методами соединения тонколистового материала.

Эти методы включают склейку, сварку трением, пайку в среде защитных газов, лазерную сварку и соединение заклепками с потайными головками. Дуговая сварка по-прежнему занимает твердое положение в современном автомобилестроении. В зависимости от типа автомобиля, в каждом автомобиле - один -два килограмма металла сварных швов. Каждый год растет доля сварки, выполняемой роботами. В Европе количество сварочных роботов увеличивается ежегодно примерно на 10%. На автомобильных заводах сварочные роботы обычно устанавливаются в отдельные камеры, где они одновременно сваривают изделие.

Эти камеры встроены в технологический конвейер. В настоящее время на фоне развивающейся острой конкуренции автомобильные заводы и другие производства, связанные с этими заводами, крайне заинтересованы в возможности максимально увеличить производительность сварочного оборудования. В автомобильной промышленности установлены очень жесткие требования к сварке. Автомобилестроители постоянно пытаются найти новые более легкие материалы для того, чтобы снизить вес производимых автомобилей, что отвечает требованию снижения потребления природных ресурсов. В то же самое время растут требования к нормам безопасности пассажиров.

Тонкие листы сваривают обычно сплошными проволоками. Одно! из проблем является проблема сопротивления.  Допуск* на размеры отдельных свариваемых деталей различны, что влечет к нарушению точности положения стыка. При сварке сплошной проволокой малого диаметр. (1,0 мм) дуга образует узкий профиль проплавленный, чувствительный к неточности положения кромок стыка.

При сварке могут появляться такие дефекты, как непровар и прожог. Очень важно, чтобы переход металла сварного шва в основной металл был бы плавным и равномерным, что обеспечивает высокую усталостную прочность соединения. Это становится особенно важным, поскольку автомобилестроители начинают все больше применять для снижения веса изделий более тонкие листы из высокопрочных сталей. Производительность и время цикла роботизированной сварки являются основными показателями снижения стоимости.

При увеличении скорости сварки, однако, происходит повышение твердости наплавленного металла и металла зоны термического влияния. Тепло, выделяемое дугой сплошной проволоки малого диаметра, сравнительно мало, что ведет к быстрому охлаждению и, как следствие, к риску повышения твердости и хрупкости сварного соединения. 

Новый подход 

Ноу-хау процессов сварки и сотрудничество с различными поставщиками автомобильной промышленности и с самими автомобилестроителями в области изучения принятой технологии производства этих предприятий привели к разработке и успешному внедрению новых технологий сварки тонкостенных изделий. Что касается сварки тонких листов, то большинство полагают, что для их сварки следует применять сплошную проволоку малого диаметра. Немногие считают, что необходимо применять порошковую металлонаполненную проволоку большего диаметра.

Именно к такому выводу привели проведенные исследования: для сварочных роботов необходимо применять порошковую металлонаполненную проволоку диаметром 1,4 мм. Такая проволока имеет марку OK Tubrod 14.11. Эта проволока была специально разработана для сварочных роботов. Она легко и плавно подается механизмами подачи. Дуга - стабильна и образует минимум брызг, и что самое важное - позволяет вести сварку при больших сварочных токах и сравнительно малых напряжениях стабильной дуги. Разработка этой проволоки явилась результатом целенаправленных исследований. 

Примеры применения в промышленности 

Достоинства новой проволоки иллюстрируются нижеприведенными примерами. Одна из компаний поставляет автомобильным заводам различные небольшие сварные детали. Компания применяла сплошную проволоку диаметром 1,0 мм и защитный газ СО2 для обеспечения возможно широкого профиля проплавляемости. В сварочном участке работают шесть роботов, расположенных вокруг вращающегося стола. На столе устанавливается шесть идентичных деталей, подлежащих сварке. После каждой сварочной операции стол поворачивается на одну шестую оборота.  Каждый робот одновременно сваривает определенный шов детали. Поскольку время сварки разных швов различно, то некоторые роботы, закончив свой шов, вынуждены ожидать несколько секунд до окончания сварочной операции другими роботами.

Это время ожидания каждого робота невелико - 4... 10 с. Однако, принимая во внимание тот факт, что общее количество роботов, сваривающих деталь, - шесть, общее время ожидания вырастает до 1...2 минут. Прибавляя время, необходимое на снятие готовых деталей и установку новых, общее время простоя в течение рабочего дня может достигать одного часа.  В месяц - это 20 часов. Стоимость эксплуатации сварочного центра с одним роботом, одним позиционером и одним оператором приблизительно равна 0 в час. Стоимость эксплуатации сварочного участка с шестью роботами естественно много выше. Таким образом, цена вынужденных простоев становится очень высокой.  Поскольку компания достигла при сварке сплошной проволокой максимально возможной производительности при заданном стандарте качества, она решила провести пробные сварки проволокой OK Tubrod 14.11 диаметром 1,4 мм. В испытаниях, проведенных в Сварочном Центре ЭСАБ в Гетеборге, было найдено, что скорость сварки порошковой проволокой по сравнению со скоростью сварки сплошной проволокой может быт повышена с 18 мм/с до 30 мм/с.

Это значит, что сократится время простоя некоторых роботов, а общее время цикла сварки детали уменьшится за счет синхронизации скорости сварки роботов. 

Достоинства 

Причиной перехода предприятий со сварки сплошной проволокой на порошковую металлонаполненную проволоку большего диаметра OK Tubrod 14.11 было снижение общей стоимости сварки изделия благодаря сокращению длительности сварочного цикла и увеличению производительности. Кроме того, улучшилось качество сварки. Металл шва плавно переходит в основной металл изделия.  Профиль проплавления более широкий и надежный, что уменьшило количество сварочных дефектов и, следовательно, количество брака. Достигнутая экономия имеет прямое влияние на величину прибыли.

Более того, благодаря уменьшению разбрызгивания при сварке сократились простои, связанные с очисткой крепежных приспособлений. К вышесказанному следует добавить сокращение на 50% времени очистки фильтров отсоса сварочных дымов, выделяемых сварочными роботами, что дополнительно снижает общее время цикла сварки.