Dacă ați petrecut vreodată timp într-un atelier de sudură (sau chiar ați urmărit o emisiune despre producție), știți cât de critică este viteza - pentru o linie, o cursă și, da, chiar și pentru sudare. Dar iată problema: vând roboți mobili de sudură colaborativă de câțiva ani și o întrebare pe care o primesc tot timpul este: „Cât de repede se mișcă robotul dă jos calitatea sudurii?” Nu este un răspuns aleatoriu, „depinde” - există știință reală în spate și dacă ești un producător care încearcă să reducă costurile fără a arde piesele, asta contează.
Să începem cu elementele de bază. Calitatea sudurii nu se referă doar la aspectul frumos (deși sudurile frumoase ajută la inspecție). Este vorba despre penetrare, fuziune, fără porozitate și stropire minimă. Viteza de mișcare a robotului controlează direct cât timp este expus bazinul de sudură la sursa de căldură - de obicei MIG, TIG sau plasmă pentru roboții colaborativi. Prea repede și nu acordați suficient timp metalului să se topească corect sau pentru ca metalul de umplutură (dacă este folosit) să curgă în îmbinare. Prea lent și supraîncălziți metalul de bază, provocând deformare, ardere sau chiar crăpare. Este un echilibru strâns, mai ales când lucrați cu o configurație mobilă față de un braț fix - mai multe despre asta mai târziu.
Să descompunem impactul vitezei. În primul rând, pătrunderea: atât de adânc se topește sudura în metalul de bază, ceea ce nu este negociabil pentru părțile structurale (gândiți-vă la echipamente agricole, cadre metalice sau suporturi grele). Dacă un robot se mișcă prea repede, aportul de căldură pe unitate de lungime scade. De exemplu, dacă curentul de sudare este de 180 de amperi și tensiunea de 24 V, mișcarea cu 10 inchi pe minut (ipm) față de 20 ipm înseamnă că jumătate din căldură este aplicată la fiecare centimetru de îmbinare. Metalul subțire ar putea scăpa cu mișcări rapide, dar oțel gros? Veți obține o sudură superficială, slabă, care se va rupe sub presiune. Am văzut producători testând acest lucru cu piese vechi - prea repede, iar sudura se rupe în timpul unui test de tragere de fiecare dată.
Apoi, există fuziunea: atunci bazinul de sudură topește ambele piese de metal de bază, astfel încât să se lipească împreună, nu doar umplutura care se află deasupra. Viteza mică ar putea părea utilă pentru mai multă căldură, dar prea lentă și puteți obține „supra-sudare” - umplutura băltoacă prea mult, nu se amestecă cu metalul de bază și creează îmbinări fragile. Porozitatea este o altă bule de gaz mari și minuscule care se formează atunci când sudura se răcește prea repede sau este prea mult aer în jur. Dacă robotul se mișcă la viteza potrivită, gazul poate scăpa înainte ca metalul să se solidifice. Prea repede, iar metalul se răcește înainte ca bulele să iasă; prea lent și excesul de căldură ar putea trage aer în articulație. Stropi de asemenea, nimănui nu-i place să curețe asta. Viteza mare poate duce la un arc instabil, ceea ce face ca stropii să zboare peste tot, în timp ce viteza redusă ar putea lăsa arcul să se așeze într-un singur loc și să provoace stropi sau arderi suplimentare.
Acum, vând roboți mobili de sudură colaborativă, așa că haideți să vorbim despre modul în care mobilitatea schimbă acest lucru. Roboții fiși sunt fixați într-un singur loc, astfel încât viteza lor este constantă pe o zonă de lucru. Cele mobile se rulează pe roți, astfel încât mișcarea lor se poate schimba puțin dacă podeaua nu este perfect plată sau dacă piesa este neuniformă. De aceea, setările mobile trebuie să aibă comenzi calibrate ale vitezei - dacă robotul tău încetinește trecând peste o mică adâncime pe podeaua magazinului, s-ar putea să primești o ardere acolo, în timp ce o denivelare îl face să accelereze și să sari peste un loc. Am lucrat odată cu un mic atelier de fabricare care a trecut de la un robot fix la robotul nostru mobil de sudură colaborativă și m-am gândit că „viteza este viteză” - nu s-au recalibrat pentru podeaua neuniformă și au trebuit să-și refacă 20% din piesele timp de o lună. Odată ce au ajustat viteza pentru fiecare secțiune, aceasta a scăzut la mai puțin de 2%.
Stai, nu toți roboții de sudură sunt la fel, nu? Oferim diferite modele pentru diferite locuri de muncă. De exemplu, robotul de sudură 1600 Arm Reach este perfect pentru piese mai mari pe care un braț fix nu le poate atinge, așa că viteza acolo contează pentru a obține suduri consistente pe o suprafață mai mare. Robotul nostru de sudură colaborativ programabil vă permite să introduceți viteza personalizată pe cale de sudură, ceea ce schimbă jocul pentru piesele cu grosime variabilă a îmbinării, cum ar fi un suport care este gros într-un loc și subțire în altul. Dacă folosești doar o viteză de mărime unică, vei strica ambele capete. De asemenea, robotul nostru de sudură magnetică este excelent pentru a menține piesele pe loc în timpul sudării, astfel încât mișcarea robotului nu schimbă stabilitatea piesei la mijlocul lucrării este legată și de viteză, deoarece dacă piesa se mișcă, robotul trebuie să compenseze și viteza poate scădea.
Să intrăm în numerele din lumea reală. Un test comun pe care îl facem cu clienții: oțel subțire (1/8 inch) pentru remorci. Viteza optimă este de 15-18 ipm. Treceți la 25 ipm și penetrarea scade cu 30% - sudura nu se va menține în timpul unui test de sarcină. Treceți la 10 ipm și obțineți ardere pe metalul subțire. Pentru metalul mai gros (1/4 inch), punctul dulce este cu 10-12 ipm-mai lent pentru a obține suficientă penetrare fără supraîncălzire. Asta nu este întâmplător; este de la testele noastre interne, dar și de la standardele din industrie de la Societatea Americană de Sudură (AWS), pe care recomand întotdeauna să le verificați pentru că nu este vorba doar de discuțiile noastre de vânzări.
Un alt factor: unghiul de deplasare. Viteza robotului interacționează cu unghiul în care se mișcă la tragere și la unghiul de împingere. Dacă utilizați un unghi de împingere (obișnuit pentru MIG), o viteză puțin mai mică ar putea ajuta la fuziune, în timp ce un unghi de tragere necesită o viteză mai mare la atingere. Dar dacă viteza robotului tău este oprită, nici măcar unghiul drept nu o va remedia. I-am pus pe clienți să întrebe dacă pot seta robotul la o viteză „medie” și să o ignore, în niciun caz. Fiecare îmbinare, fiecare piesă, fiecare material are nevoie de o reglare a vitezei. De aceea, roboții colaborativi sunt mai buni pentru lucrări cu loturi mici, deoarece puteți regla viteza pentru fiecare piesă, spre deosebire de roboții de linie fixă care sunt setați o singură dată pentru producția de masă.
Dar greșelile comune? Utilizatorii noi de roboți gândesc adesea mai repede = mai multe piese pe oră, așa că cresc viteza. Dar dacă sudurile sunt proaste, pierzi mai mult timp la reprelucrare sau la casarea pieselor decât ai economisit mergând rapid. Anul trecut, un client mi-a spus că produceau 10 părți pe oră cu vechiul lor robot, dar 3 erau resturi. Au trecut la robotul nostru colaborativ de sudare, au stabilit viteza corectă pentru fiecare piesă, au primit 12 părți pe oră și rata deșeurilor a scăzut la 2%. Aceasta este o optimizare a vitezei câștigătoare nu se referă doar la mișcarea mai rapidă, ci este la deplasarea la viteza potrivită.
Și cu roboții mobili, trebuie să luați în considerare și timpul de configurare. Dacă mutați robotul de la o stație de lucru la alta, nu doriți ca acesta să se miște cu viteză maximă în jurul magazinului de siguranță, dar, de asemenea, atunci când este aproape de o piesă, ar trebui să încetinească până la viteza de sudare. Roboții noștri au senzori încorporați care ajustează viteza în funcție de distanța față de piesă, ceea ce elimină presupunerile. Nu vă mai faceți griji dacă robotul se mișcă prea repede când se apropie de o articulație.
Stai, există un caz în care mai repede este mai bine? Poate pentru materiale foarte subțiri sau aplicații de sudare de mare viteză, dar asta este specializat. Majoritatea producătorilor lucrează cu oțel de grosime medie, aluminiu sau inox și, pentru asta, consistența vitezei este mai importantă decât viteza brută. Un robot care se mișcă la o viteză constantă de 15 ipm este mai bun decât unul care se închide cu fermoar la 20 ipm pentru jumătate din sudură și se târăște la 8 ipm pentru cealaltă jumătate. Acolo strălucesc roboții programabili - puteți să mapați întregul traseu de sudură, să setați viteza pentru fiecare centimetru, astfel încât să fie consecvent.
Deci, ce ar trebui să faceți dacă aveți de-a face cu viteza robotului de sudură? Mai întâi, testați fiecare material și grosimea piesei pentru a găsi punctul favorabil. Utilizați liniile directoare AWS ca punct de plecare, apoi modificați-vă cu propriile piese. Dacă utilizați un robot mobil, asigurați-vă că îl calibrați pentru podeaua magazinului dvs. - suprafețele neuniforme pot provoca mișcare. Dacă lucrați la piese în loturi mici sau personalizate, obțineți un robot programabil, astfel încât să puteți regla viteza din mers. Și nu uitați că dispozitivele de fixare magnetice pot menține piesele stabile, astfel încât mișcarea robotului să nu fie perturbată, ceea ce ajută la menținerea constantă a vitezei.
La sfârșitul zilei, viteza de mișcare a robotului este o variabilă de bază care face sau distruge calitatea sudurii. Nu este ceva pe care îl puteți seta și uita, dar cu robotul potrivit, cum ar fi modelele noastre mobile, programabile sau magnetice, și cu puține teste, puteți obține suduri consistente, de înaltă calitate, fără a pierde timp sau materiale.
Dacă doriți să vă actualizați configurația de sudură și doriți să vorbiți despre modul în care viteza robotului poate funcționa pentru piesele dvs. specifice, contactați. Vă putem ajuta să găsiți robotul potrivit pentru magazinul dvs., fie că este robotul nostru mobil de sudură colaborativă pentru spațiu flexibil pe podea, robotul de sudură cu braț 1600 pentru piese mai mari sau un model programabil pentru lucrări personalizate.
Referinte:
- Societatea Americană de Sudare. (2022). Ghid pentru utilizarea automatizării și a roboticii în sudare. AWS D16.1/D16.1M:2022.
- Lin, S. și Eager, TW (2020). Efectele vitezei de deplasare asupra geometriei cordonului de sudură în sudarea cu arc de metal cu gaz. Journal of Manufacturing Processes, 56, 452-459.
- Organizația Internațională pentru Standardizare. (2019). Roboți și dispozitive robotice-Cerințe de siguranță pentru roboții industriali-Partea 1: Roboți. ISO 10218-1:2019.
