Scris de: admin Publicat in: Tehnologii avansate de sudare si taiere Data postarii: 2016-01-28 Vizualizari: 4492 Comentarii: 0

Tehnologii de sudare foarte precise, cu un grad ridicat de reproductibilitate

Cu intentia de a va prezenta o serie de noi si avansate tehnologii si solutii de sudare ce permit imbunatatirea substantiala a calitatii, cresterea productivitatii si reducerea costurilor de productie, solutii destinate unei plaje mari de aplicatii (cum ar fi: industria auto, industria aerospatiala, constructia de masini agricole, constructia de turnuri eoliene, etc.), incepem cu un sistem de sudare si brazare laser de ultima generatie, implementat de Grupul BMW pe linia de productie a usilor si haioanelor.

In cadrul acestor sisteme laser de sudare si brazare a aluminiului si otelului, alimentarea foarte precisa cu sarma de adaos si exacta monitorizare a procesului sunt factori cheie, care joaca un rol extrem de important in obtinerea unei calitati excelente si a unui grad ridicat de reproductibilitate.

De-a lungul anilor Grupul BMW si-a bazat activitatea de sudare pe aplicatiile dezvoltate de producatorul german de sisteme de sudare DINSE GmbH, iar acum, utilizand sistemul PUSH-PUSH realizat de catre Dinse, BMW obtine cordoane de sudura de cea mai buna calitate si reproductibilitate, concomitent cu o excelenta fiabilitate a sistemului.

In fabrica BMW Dingolfing, circa 1.500 de vehicule ies zilnic de pe linia de productie. Nu mai putin de 6.000 de componente, cum ar fi usile si haioanele din aluminiu sunt realizate pentru aceste vehicule, in fiecare zi, pe parcursul a trei schimburi. In cazul fiecarui vehicul, sunt realizate pana la 55 de cordoane de sudura doar pentru usi si haioane/trape. In functie de linia de fabricatie, producatorul de autoturisme se asteapta in general la o lungime totala a cordoanelor de sudura intre 6,6 si 16,2 metri pentru fiecare vehicul.

Sudarea si brazarea laser, bazate pe cantitatea foarte concentrata de energie introdusa in material, este o tehnologie de productie implementata de destul de mult timp in cadrul industriei auto. Prin acest procedeu se conecteaza componente structurale, obtinandu-se cordoane de imbinare inguste si cu forma constanta, la viteze de lucru foarte mari si cu deformatii termice minime.

Sistemele laser de sudare si lipire se compun in general din mai multe unitati furnizate de diversi producatori si apoi asamblate pentru a forma sistemul complet format, de exemplu din: roboti, rezonatorul laser, partea optica de transmisie a radiatiei laser si sistemul de avans pentru sarma de adaos.

Fiabilitatea ridicata si comunicarea fara erori dintre unitatile care compun aceste sisteme sunt elemente indispensabile pentru obtinerea atat a unei calitati speciale a produselor, cat si pentru o excelenta disponibilitate a intregului sistem.

Inca din urma cu sapte ani firma DINSE GmbH, din Hamburg, colaboreaza cu grupul BMW prin furnizarea de solutii si sisteme complete pentru alimentarea cu sarma de adaos. Sistemul PUSH-PUSH de alimentare cu sarma de adaos realizat de catre DINSE este foarte precis si permite monitorizarea continua a tuturor parametrilor si in plus determina obtinerea unor cordoane de sudura cu o calitate ridicata. Acest sistem garanteaza de asemenea, o maxima stabilitate a procesului si in acest fel o disponibilitate a sistemului peste media celor existente pe piata.  

Designul de baza al acestui sistem de alimentare cu sarma de adaos este unul modular, care permite alimentarea cu sarma de adaos folosind una sau mai multe unitati de antrenare, in functie de aplicatie. Materialul de adaos este furnizat din butoaie sau containere de sarma, care datorita dimensiunilor si greutatii nu pot fi amplasate in imediata vecinatate a sistemului optic de transmisie a radiatiei laser. Din acest motiv este necesar un sistem special de transport pentru sarma de aluminiu, pe distante lungi, pana la zonele de imbinare si cu o precizie perfecta.

Pentru a satisface aceste conditii DINSE a realizat un sistem de avans sarma ce consta din doua unitati de antrenare care lucreaza total independent, avand liniile de control complet separate. Unitatea de actionare de la partea frontala – LK 60, din imediata apropiere a sistemului optic de transmisie, controleaza viteza selectata de avans a sarmei si este responsabila de controlul procesului, operand drept MASTER. Unitatea de actionare de la partea din spate, instalata in interiorul derulatorului de sarma – WD 300, opereaza drept SLAVE avand cuplul controlat in scopul limitarii fortei de avans si are rolul de a impinge sarma cu forta setata, catre unitatea frontala, umplind tubul de ghidare. Sarma va forma un buffer in interiorul tubului de ghidare, iar unitatea frontala LK 60 o va impinge inainte, aproape fara nici un fel de rezistenta.

Acest mod de operare care este complet separat din punct de vedere al tehnologiei de control a celor doua motoare, este cunoscut sub denumirea de sistem PUSH-PUSH.

Principalul avantaj al sistemului PUSH-PUSH este faptul ca permite o alimentare constanta cu sarma, independenta de gradul de rasucire si indoire a cablurilor si pe distante lungi.

Acest sistem garanteaza faptul ca sarma de adaos va fi livrata catre unitatea frontala de avans fara a fi rasucita sau indoita ca urmare a tensiunilor generate de fasciculul de cabluri din sistemul de ghidare. Sistemul PUSH-PUSH extrage cantitatea exacta de sarma de adaos necesara procesului, permitand in acest fel garantarea, in orice moment, unei alimentari constante si reproductibile cu sarma de adaos.

Un proces de imbinare rapid si foarte precis, asa cum este cazul sudarii respectiv brazarii laser, necesita din partea tuturor partenerilor de sistem, asigurarea unei precizii si fiabilitati ridicate. Performanta sistemului de avans al sarmei de adaos este de asemenea, influentata si de tehnologia de control utilizata. Un senzor digital pentru avansul sarmei – DLS 200, instalat local, in aval fata de unitatea frontala de antrenare, captureaza datele in scopul realizarii unei complexe monitorizari a procesului.

Prin intermediul senzorului se monitorizeaza automat si cu o precizie foarte ridicata pozitia si respectiv viteza de avans a sarmei, cu masurarea distantei si ajustarea cantitatii exacte a materialului de adaos.     Distanta de retragere si de asemenea avansul sarmei sunt programabile direct de pe display-ul unitatii de comanda.

Sistemul de diagnoza si monitorizare DDS afiseaza urmatoarele tipuri de mesaje: mesaje privind statusul sistemului, mesaje de eroare, viteza reala de avans a sarmei, valoarea setata, semnalul de start. Valorile procesului pentru controlul microprocesorului sunt de asemenea controlate si afisate pe display.

Aceasta alimentare, precisa si controlata, cu sarma de adaos determina obtinerea celei mai inalte calitati si reproductibilitati a cordoanelor de sudura, fiind in concordanta cu toate necesitatile utilizatorului.

Prin implementarea sistemelor PUSH-PUSH de avans a sarmei, grupul BMW a reusit sa creasca in mod semnificativ disponibilitatea intregului sistem, garantand in acest fel eficienta ridicata a intregului proces.

Astfel de sisteme sunt utilizate pe scara larga atat in industria auto cat si in cea aerospatiala, de catre majoritatea producatorilor de renume.

O alta importanta aplicatie a sistemului PUSH-PUSH este sudarea MIG/MAG, fiind o alternativa mult mai precisa si fiabila fata de clasicul PUSH-PULL, deoarece torsiunile fasciculului de cabluri nu mai influenteaza precizia de alimentare cu sarma.
De asemenea, in cazurile in care sistemul utilizat nu permite amplasarea butoiului de sarma in imediata vecinatate a robotului de sudare sistemul PUSH-PUSH este solutia perfecta, permitand alimentarea precisa cu sarma la distante foarte mari.

Nu in ultimul rand sistemul PUSH-PUSH este perfect pentru reducerea incarcarii si solicitarilor asupra axelor robotilor, instalarea sistemului format din torta de sudare si unitatea de avans PUSH-PUSH facandu-se extern si nu pe bratul robotului ca in cazul sistemului PUSH-PULL. In acest fel creste fiabilitatea sistemului robotizat si se mareste substantial disponibilitatea intregului sistem prin reducerea uzurilor din axele si angrenajele robotilor.


Fig. 1: Ansamblu sudare laser cu material de adaos compus din: cap sudare laser si sistem PUSH-PUSH pentru avansul sarmei.
Fig. 2: Sectiunea interioara a unei usi laterale de BMW. Usa este realizata in totalitate din aluminiu.
Fig. 3: Cordon de sudura laser realizat pe o usa din aluminiu de la un autoturism BMW.
Fig. 4: Sistemul de avans al sarmei podus de catre DINSE GmbH, constand din: unitatea de control, derulatorul de sarma WD 300, unitatea frontala de antrenare LK60, senzorul DLS 200 pentru alimentarea cu sarma si componentele de ghidare a sarmei.
Fig. 5: Schema unui sistem complet pentru sudare/brazare laser cu material de adaos.
Fig. 6: In timpul procesului de sudare si brazare, sistemul extrem de precis de monitorizare determina alimentarea cu sarma de adaos, garantand in acest fel obtinerea unor cordoane de sudura foarte precise si cu reproductibilitate ridicata.
Fig. 7: Cordon sudura laser haion BMW.