Direkte Antwort: Eine Tankbaugruppe weist zwei Nahtarten auf, die unterschiedlich ausgeführt werden. Kehlnähte an den Stellen, an denen Versteifungen auf die Wand treffen, werden durch Kippen der Baugruppe positioniert, sodass das Becken gestützt wird und die Schweißnaht gleichmäßig ausgebildet wird. Lange, dünnwandige Nähte werden üblicherweise bei stationärem Bauteil und fahrendem Schweißbrenner geschweißt. Hierbei ist die Wärmeeinbringung die maßgebliche Variable, und die Segmentreihenfolge ist ausschlaggebend für die Schweißung, nicht die Ausrüstung. Der Zugang zum Schweißpunkt an den Versteifungen wird bei der Montage, nicht bei der Programmierung, festgelegt.
Für wen ist das: Fertigungsingenieure, die das Roboterschweißen für dünnwandige Tank- und Gehäusekonstruktionen mit Versteifungen oder Rippenpaneelen spezifizieren.
Umfang: Diese EVST-Anleitung basiert auf zwei separaten, gefilmten Stationen: In der einen wird eine Lamellenbaugruppe mithilfe eines Positionierers geneigt, um Kehlnähte in Position zu bringen, in der anderen bleibt eine dünnwandige Tankwand still, während der Brenner entlang langer Nähte fährt. Es handelt sich um zwei verschiedene Stationen und zwei verschiedene Werkstücke, die hier gemeinsam gezeigt werden, um die Vorgehensweisen zu vergleichen, nicht um zwei Schritte einer einzigen Fertigungslinie.
Wo sich das Roboterschweißen von Transformatorentanks in zwei Probleme aufteilt
Dünnwandige Tankkonstruktionen und Gehäuse weisen lange Nähte zwischen den Wandpaneelen sowie Kehlnähte an den Stellen auf, an denen Versteifungen oder Rippen auf die Wand treffen. Die beiden Arten von Schäden haben unterschiedliche Versagensmechanismen und sollten nicht als Einheit geplant werden.
Der größte Feind einer langen Naht ist die Verformung. Die Schwierigkeit bei einer Filetierung besteht darin, ob die Flamme bis zur Wurzel vordringt. Behandelt man beides gleich, leidet immer eines von beiden.
In den Referenzaufnahmen sind beide zu sehen: An einer Station wird eine Lamellenkonstruktion geneigt, um die Schweißnähte in Position zu bringen; an einer anderen wird eine Tankwand stillgehalten und der Brenner entlang ihrer langen Nähte geführt.
Verrundungen: Die Baugruppe in Position kippen
In der ersten Station kippt der Positionierer die gesamte Baugruppe so, dass Kehlnähte, die sonst nach unten oder zur Seite zeigen würden, in eine schweißbare Position gelangen.
Der Neigungswinkel ist nicht festgelegt, sondern richtet sich nach der Geometrie und der benötigten Beingröße. Nach der Einstellung des Winkels muss die Zugänglichkeit für den Roboter erneut überprüft werden, insbesondere zwischen eng beieinander liegenden Flossen.
Die Positionierkapazität wird für die gesamte Baugruppe und nicht für ein einzelnes Paneel dimensioniert, und das Klemmsystem wird im ungünstigsten Winkel überprüft, da sich der Schwerpunkt durch die Drehung verlagert.
Gemäß ISO 5817:2023Die Qualitätsstufen werden nach Fehlertyp definiert, daher wird eine Anforderung an die Filetierung als Stufe zusammen mit einer Schenkelgröße angegeben und nicht als Beschreibung des Aussehens.
| Nahtfamilie | Kontrollschwierigkeiten | Stationsanflug |
|---|---|---|
| Lange Fugen zwischen dünnwandigen Paneelen | Wärmeeintrag und Verformung | Teilweise stationär, Taschenlampe bewegt sich, segmentierte Sequenz |
| Abrundungen an den Stellen, an denen die Versteifungen auf die Wand treffen | Root-Zugriff und Pool-Unterstützung | Der Positionierer kippt die Baugruppe in die Position |
| Dichten Abstand zwischen Rippen oder Versteifungen | Geometrie des Brennerhalses im Verhältnis zum Spalt | Vor der Programmierung wurde die Prüfung bei der Montage durchgeführt. |
| Gemischte Versammlung mit beiden Familien | Umsteigen zwischen den Bahnhöfen | Teilen Sie die Stationen auf und planen Sie die Bezugspunktänderung. |
Lange Nähte: Das Werkstück ruhig halten und den Brenner bewegen.
Bei dünnwandigen Gehäusen kann das Drehen teurer sein als das Schweißen. Solche Schweißnähte eignen sich für eine Anordnung, bei der das Werkstück fixiert bleibt und der Roboter oder das Portal den Schweißbrenner entlang der Schweißnaht führt.
Die Aufnahmen dieser Station sehen einfach aus; die technische Raffinesse liegt eher in der Wärmeverteilung entlang der Naht als in der Bewegung selbst.
Wird ein dünnes Blech in einem Arbeitsgang von Ende zu Ende verschweißt, bleibt es nicht plan. Segmentierung, Auslassungssequenzen und Zwischenlagenkontrolle sorgen für Stabilität. Die Schweißreihenfolge muss zudem berücksichtigen, welche Seite zuerst verschweißt wird, da die erste Seite das Blech zieht und die zweite dies nur teilweise ausgleicht.
Wurzelzugang an den Versteifungen
Ob der Brenner die Wurzel erreicht, wenn eine Versteifung auf die Wand trifft, hängt vom Abstand der Versteifungen und von der Geometrie des Brennerhalses ab.
Das muss bereits in der Montagephase geprüft werden, nicht erst nach der Programmierung. Wo der Abstand nicht verändert werden kann, helfen ein schlankerer Hals oder ein angepasster Brennerwinkel, allerdings verringern beide die nutzbaren Parameter.
Fehlende Wurzelverwachsung ist der charakteristische Defekt dieser Familie und ist nicht immer von außen sichtbar, daher wird er eher durch Inspektion als durch Aussehen beurteilt.
Gemäß ISO 17637:2016Die Sichtprüfung erfolgt unter festgelegten Bedingungen hinsichtlich Zugang, Beleuchtung und Betrachtungswinkel. Daher ist der Zugang von der Wurzelseite sowohl für die Inspektion als auch für das Schweißen von Bedeutung.
Gemäß ISO 13920:1996Ebenheit und Geradheit einer Schweißkonstruktion werden als Toleranzklassen spezifiziert, was der Form entspricht, die eine Verzerrungsanforderung für ein dünnwandiges Paneel annehmen sollte.
Die Wahl zwischen den beiden Ansätzen
Steife Bauteile mit konzentrierten Verrundungen lassen sich gut in Position kippen. Dünne, langnahtbetonte Teile, bei denen das Drehen teuer ist, lassen sich besser ruhigstellen.
Die meisten realen Projekte benötigen beides: die Fertigstellung der Hauptnähte an einer festen Station und die Herstellung der kehlnahtdichten Unterbaugruppen an einer Kippstation, mit Transfer zwischen den beiden Stationen.
Die Entscheidung richtet sich nach der Teilestruktur und der Losgröße, nicht nach der Gerätemarke. Klassifizieren Sie zuerst die Nähte, wählen Sie dann den Stationstyp und planen Sie den Transfer, denn die Art und Weise, wie das Teil angehoben, abgesetzt und neu referenziert wird, bestimmt die Ladezeit an der zweiten Station.
Was das Filmmaterial nicht belegen kann
Plattendicke, Montagespalt, tatsächliche Wärmeeinbringung und daraus resultierende Verformung sind in keinem Bild sichtbar; sie ergeben sich aus der Verfahrensspezifikation und Messung.
Die Qualität der inneren Schweißnaht ist dieselbe: Eine gut ausgebildete Deckschicht beweist nicht, dass die Wurzel verschweißt ist. ISO 15614-1 regelt die Verfahrensqualifizierung für solche Ansprüche.
Die beiden hier verwendeten Segmente stammen von zwei unabhängigen Stationen und zwei verschiedenen Werkstücken, nicht von zwei Bearbeitungsvorgängen auf einer Linie.
Die Reihenfolge, in der EVST arbeitet, ist jedes Mal die gleiche: Zuerst werden die Nähte klassifiziert, dann wird entschieden, welche Familie in Position gebracht wird, und anschließend wird der Transfer zwischen den Stationen geplant.
Häufig gestellte Fragen
Warum nicht auch die Tankpaneele kippen?
Da das Drehen einer großen, dünnwandigen Platte Zeit kostet und selbst ein Verformungsrisiko birgt, ist es bei langen Nahtstellen und flexiblem Material meist kostengünstiger und stabiler, das Werkstück stillzuhalten und den Brenner zu führen.
Was beeinflusst die Verformung langer, dünnwandiger Nähte?
Die Reihenfolge der Abschnitte ist wichtiger als die Parameter. Überspringsequenzen, abwechselnde Seiten und die Steuerung zwischen den Durchgängen verteilen die Wärme; ein einzelner, durchgehender Durchgang konzentriert sie, und die Oberfläche bleibt nicht plan.
Woran erkenne ich, ob der Brenner die Wurzel des Filets erreicht?
Durch die Überprüfung des Abstands der Versteifungen anhand der Geometrie des Brennerhalses während der Montage. Falls dies nicht der Fall ist, bieten sich ein schlankerer Hals, ein geänderter Brennerwinkel oder eine Konstruktionsänderung an – allesamt kostengünstigere Optionen vor der Programmierung.
Ist ein Kipppositionierer für Verrundungsnähte erforderlich?
Nicht immer, aber es ist die Grundlage für die Stabilität des Pools. Ohne sie müssen Verrundungen an ungünstigen Stellen in Winkeln geschweißt werden, die den Parameterbereich einschränken und die Konsistenz erschweren.
Projektbeiträge für eine Antragsprüfung
Zur Planung einer Schweißstation für Tankstrukturen wird anhand dieser Eingaben eine EVST-Antragsprüfung durchgeführt:
- Tankzeichnungen mit Wandstärke, Versteifungsabstand und -verteilung
- Die Nahtliste ist unterteilt in lange Nähte und Filets, mit den jeweils erforderlichen Beingrößen.
- Anforderungen an die Akzeptanz von Ebenheit und Verzerrung
- vorhandene Positioniererkapazität, Schwenkdurchmesser und Versatzfähigkeit
Senden Sie uns die Tankzeichnungen und die Blechdicke, dann trennen wir die Nahtfamilien und schlagen eine Stationsaufteilung mit der dazugehörigen Schweißfolge vor. Weiterführende Informationen: Lösungen für automatische Schweißsysteme, Akzeptanz der Automatisierung zum Zuschneiden langer Bleche.