Преимущества и применение роботизированной аргонодуговой TIG сварки

Качество или скорость?

Процесс аргонодуговой TIG (Tungsten Inert Gas) сварки - медленный и точный. Именно качество сварного шва, а не время сварки, чаще всего является основным фактором выбора аргонодуговой сварки. Квалифицированные сварщики аргонщики получают одни из самых высоких зарплат в своей отрасли в связи с их мастерством и навыками техники аргонодуговой сварки.

Однако в настоящее время на производстве имеется острая нехватка квалифицированных сварщиков, и компании ищут новые пути повышения производительности без ущерба качества сварки, и всё чаще обращаются к автоматизированным и роботизированным решениям.

«Роботизация» и «TIGсварка» аналогичны зайцу и черепахе, и современные технологии сочетают в себе лучшие черты этих двух процессов, а также способствуют ряду существенных прорывов.

Ниже мы рассмотрим несколько факторов, которые необходимо учитывать при рассмотрении роботизированной TIG сварки в качестве производственного процесса.

Преимущества процесса TIG

Основным преимуществом процесса TIG является высокое качество швов при способности сварки практически всех металлов и сплавов. Такие металлы как углеродистая, нержавеющая сталь и алюминий, являются обычными применениями, а также некоторые из более экзотических материалов, такие как титан, цирконий, ниобий, тантал, аустенитные никель-хромистые жаропрочные сплавы и другие.

Применения этих материалов можно найти в широком спектре всех отраслей промышленности, в том числе аэрокосмической и военной, автотранспортной и трубном производстве, энергетике и кораблестроении, и многих других.

Объединяющим фактором среди всех этих отраслей является то, что они часто используют высококачественные материалы, которые обладают комбинацией превосходных механических, электрических и тепловых свойств. Которые требуют точности изготовления, точного проникновения металла при его сварке, повторяемости при контроле многих факторов, в том числе скорости перемещения, газовой защиты, контроля температуры и тепловложения, чтобы избежать усадки и деформаций.

Процесс TIG дает узкую зону термического влияния (ЗТВ), которая, в свою очередь, уменьшает напряжения, возможность появления трещин и деформации в готовом сварном шве. Косметический вид традиционного чешуйчатого шва аргонодуговой TIG сварки передает ощущение визуального качества.

Преимущества и применения роботизированной аргонодуговой TIG сварки

Роботизированная TIG сварка обеспечивает ряд преимуществ, в том числе автоматизацию и повторяемость, однородность и последовательность сварных швов с увеличением производительности - особенно если учесть скорость позиционирования горелки между сварными швами. С помощью сварочного робота обеспечивается доступ к сварным швам, к которым он может быть затруднен для ручной горелки или, например, если требуется вращение горелки во время сварки, что было бы невозможно при ручном процессе.

Основные преимущества роботизированной сварки TIG включают в себя:

• повторяемый, точный контроль температуры и проникновения металла для удовлетворения высоких стандартов качества
  
  
• автоматическое переключение «на лету» режимов сварки, например чередование режимов для сварки толстых и тонких материалов
  
  
• движение горелки и автоматизированное управление сварочными параметрами, такими как предварительная продувка газа, начальная сила тока, время нарастания тока, основной сварочный ток, частота пульса, время спада, заварка кратера и окончательная продувка газа. Длина дуги может быть автоматически поддерживаться с помощью системы автоматического контроля напряжения (AVC). Ширина, глубина проплавления и внешний вид сварного шва могут быть под жестким контролем.
  
  
• повышение производительности сварки, как минимум на 100%, а в некоторых случаях и до 300%
  
  
• сокращение времени обучения операторов, снижение затрат на контроль качества сварного шва

Роботизированная TIG сварка уже используются в широком диапазоне успешных применений, в том числе:

• тонколистовой материал: сварка угловых швов изделий из тонких материалов (сварка электрошкафов), сварка труб из экзотических металлов и другие изделия
  
  
• толстолистовой металл: тяжелые алюминиевые панели, перекрытия, наплавка, толстолистовые секции и другие изделия
  
  
• диафрагмы и сильфонные компенсаторы

Нержавеющая сталь, титан, инконель, алюминий и специальные стали часто свариваются при помощи TIG сварки. Роботизированная TIG сварка обеспечивает преимущества для каждого из этих материалов. Например, алюминий традиционно является более трудным металлом для сварки, поскольку он имеет тенденцию к расширению и быстро проводит тепло. Роботизированная TIG сварка алюминия обеспечивает контроль тепла и стабильную, надежную сварку.

Титан обладает широким диапазоном эксплуатационных температур и имеет самое высокое отношение прочности к весу среди металлов. Тем не менее, титан имеет высокую температуру плавления и не очень устойчив к коррозии в процессе сварки. Роботизированная TIG сварка титана может обеспечить точность повторяемых процессов, уменьшая риски при его сварке.

Нержавеющая сталь имеет высокое содержание хрома, который при ручной TIG сварке может быть перегрет. Роботизированная сварка TIG сварка нержавеющей стали может быть использована, чтобы предотвратить нежелательные потемнения металла, отрицательно влияющие на внешний вид изделий.

Для жаропрочных сплавов, таких как никель, используемых в аэрокосмической и ядерной промышленности, наиболее трудно добиться 100-процентного проплавления при ручной сварке. Роботизированная TIG сварка обеспечивает силу тока по отношению к скорости, чтобы управлять профилем глубины проплавления.

Интеллектуальные системы роботизированной TIG сварки

Применение роботизированной TIG сварки стимулировало развитие сложной, но экономически эффективной системы технического зрения, существенно улучшился контроль за качеством благодаря отслеживанию местоположения горелки.

Во время процедуры квалификации, оператор калибрует камеру и траекторию сварного шва в соответствии с идеалом. Это эталонное изображение хранится в памяти робота. На каждую последующую часть шва, камера делает снимок, прежде чем направить дугу в этом направлении робот выполняет сравнение шаблона с изображением и новым образом. Сварочный робот вычисляет любые смещения и соответственно регулирует весь путь сварки. Этот научно-технический прогресс в робототехнике особенно подходит для сварки тонких материалов, где положение дуги является критическим.

Является ли роботизированная TIG сварка решением для вашей компании?

Есть целый ряд вопросов, которые необходимо спросить себя при рассмотрении перехода к роботизированной TIG сварке. Они включают в себя:

• Является ли аргонодуговая TIG сварка неотъемлемой частью производственного процесса? Вам необходимо повышение производительности труда и повторяемый уровень высокого качества сварки низкоуглеродистой стали, нержавеющей стали, алюминия, меди, титана и других экзотических сплавов?
• У вас возникли проблемы с качеством или существует постоянное давление со стороны конкурентов по снижению стоимости продукции? Трудности при найме на работу квалифицированных TIG сварщиков? Затраты на обучение сварщиков и содержание рабочей силы слишком велики?
• У вас строгие требования к качеству, которые могут быть улучшены за счет автоматизации операций сварки? Вам необходимо улучшенное управление процессом скорости движения горелки и тепловложения, которое может дать автоматизированное решение?

Лучший способ определить, сможет ли ваша компания извлечь выгоду из роботизированной TIG сварки, это спросить профессионалов, компании, инсталлирующие сварочных роботов, которые смогут рассмотреть ваши задачи на применение с роботами. Специалисты проанализируют текущие сварочные процессы и процедуры, а затем предложат усовершенствования, которые обеспечивают быстрый возврат инвестиций и повышение производительности труда и качества выпускаемой вами продукции.