Risposta diretta: La saldatura di giunti di tubi intersecanti inizia da una curva spaziale, quindi l'angolo della torcia cambia continuamente attorno al giunto. La possibilità di completare la saldatura in un'unica passata è determinata innanzitutto dal pezzo in ingresso (posizione del foro, geometria dello smusso e spazio di assemblaggio) e solo successivamente dal robot. Il morsetto rotante serve a posizionare ciascuna parte della saldatura e, laddove un collettore presenta diverse diramazioni, la sequenza di saldatura segue la distorsione accumulata piuttosto che la prossimità.
Per chi è questo: Ingegneri di fabbricazione e responsabili di produzione che specificano la saldatura robotizzata per assemblaggi tubolari come collettori, tubi di raccordo e nodi di traliccio.
Scopo: Questa guida EVST è stata redatta a partire da una singola stazione filmata: un grande tubo collettore trasportato tra un morsetto rotante e dei supporti a rulli, con i raccordi di derivazione inseriti nelle aperture tagliate e un robot che salda le giunzioni. Sono state utilizzate due riprese della stessa stazione. In questo documento non vengono indicati tempi di ciclo, velocità di deposizione o risultati di collaudo per il lavoro filmato, poiché nessuno di questi dati può essere dedotto da un filmato.
La giunzione è una curva, non una cucitura.
Un ramo che entra in una testata attraverso un'apertura tagliata non produce una giunzione rettilinea. La linea di contatto si snoda attorno a due superfici cilindriche, quindi la sua direzione, la sua inclinazione e l'angolo con cui una torcia può avvicinarsi ad essa cambiano continuamente lungo il percorso.
Nel filmato di riferimento, la testata è posizionata tra un morsetto rotante e dei supporti a rulli, con una fila di aperture lungo la sua lunghezza e un ramo inserito in ciascuna di esse. Il robot segue la linea di intersezione attorno a ciascun ramo, uno alla volta.
Quella geometria sposta la prima questione ingegneristica nella saldatura di giunti di tubi intersecanti. Non si tratta di stabilire se il braccio può raggiungere un punto sul giunto, ma se ogni punto su quella curva può essere raggiunto con un'inclinazione tollerata dal processo.
Perché la saldatura dei giunti di tubi intersecanti è sensibile ai componenti in ingresso
L'automazione amplifica le variazioni nei componenti in ingresso anziché assorbirle. Un'apertura spostata, una smussatura non uniforme o una bava all'estremità della derivazione produrranno risultati diversi con lo stesso programma su assiemi diversi.
La distanza tra i componenti durante l'assemblaggio è fondamentale. Se è troppo ampia, il materiale tende a fuoriuscire; se è irregolare lungo la circonferenza, la stessa passata di saldatura risulterà carente in un settore e sovrariempita in un altro. La norma ISO 13920 definisce il quadro generale delle tolleranze per le costruzioni saldate, rispetto al quale questi limiti vengono solitamente definiti.
La procedura pratica prevede di definire la banda di tolleranza per la posizione del foro, l'angolo di smusso e il gioco prima della programmazione, non dopo. Un modo rapido per capire a che punto si trova effettivamente un'officina è misurare dieci assemblaggi recenti anziché modellare quello ideale.
Secondo ISO 9001 e ISO 14001Le tolleranze generali per le costruzioni saldate sono espresse come classi di tolleranza per lunghezze, angoli, forma e posizione, che costituiscono il quadro di riferimento rispetto al quale viene normalmente redatto un limite di accoppiamento per questo tipo di giunto.
| Condizione in entrata | Cosa fa alla cucitura | Cosa decidere per primo |
|---|---|---|
| La posizione dei fori varia tra i diversi assemblaggi. | La curva di intersezione si sposta rispetto al percorso insegnato | Tolleranza di posizione e se è necessario individuare la cucitura |
| Angolo di smusso incoerente attorno al ramo | Il riempimento varia settore per settore nello stesso passaggio | Metodo di taglio e tolleranza di smusso, prima della programmazione |
| Il divario di assemblaggio è più ampio del previsto. | La piscina tende a scendere nel settore più ampio | Limiti di gap e set di parametri per il limite superiore |
| Diversi rami su un'unica intestazione | Il calore si accumula verso il lato saldato per primo | Sequenza di saldatura basata sulla distorsione, non sulla prossimità |
Il posizionatore serve a portare la cucitura in posizione
Ruotare la testata non è una questione estetica. Porta il settore da saldare in una posizione in cui la vasca è supportata, il che è sostanzialmente più stabile rispetto a raggiungere lo stesso settore in una posizione scomoda.
Il numero di posizioni di indicizzazione da utilizzare e i settori da saldare in ciascuna di esse dipendono dalla configurazione del processo, non dalle specifiche della macchina. Un numero insufficiente di posizioni comporta che alcuni settori siano raggiungibili solo in posizioni scomode; un numero eccessivo, invece, causa un intasamento del ciclo dovuto all'indicizzazione.
I rami più grandi cambiano orientamento più bruscamente lungo la curva e di solito richiedono una posizione di indicizzazione aggiuntiva. Questo deve essere considerato durante la selezione, insieme a ciò che fa la torcia durante l'indicizzazione: sollevarla o tenerla ferma modifica i tempi a disposizione.
Sequenza attraverso diversi rami
Un collettore di solito presenta più di una derivazione. Saldandole nell'ordine in cui si trovano lungo il tubo, il calore si concentra su un lato e l'insieme tende a tirare verso quel lato.
La sequenza basata sulla distorsione accumulata – in genere sequenze simmetriche o a salti che distribuiscono l'apporto di calore – non comporta costi hardware e deve essere decisa prima della programmazione.
Quando le dimensioni dei rami variano su un collettore, anche l'apporto di calore varia di conseguenza, quindi applicare un singolo set di parametri all'intero gruppo raramente rappresenta la soluzione corretta.
La qualificazione si applica al giunto, non al metro
Un arco pulito nel video dimostra che l'apparecchiatura era in funzione. Non dimostra che una famiglia di giunti sia accettabile. Il rilascio deriva da procedure e ispezioni qualificate: ISO 15614-1 per la qualificazione delle procedure, ISO 5817 per i livelli di qualità e ISO 17637 per i controlli visivi.
I pezzi di prova dovrebbero coprire le condizioni meno favorevoli della famiglia – lo spazio più ampio, la smussatura meno regolare, l'assetto più sollecitato – piuttosto che un assemblaggio di comodo.
Secondo ISO 15614-1: 2017Una procedura di saldatura viene qualificata mediante la saldatura e la prova di un pezzo di prova standardizzato, e la qualifica è valida solo entro i limiti stabiliti dalla prova stessa.
Secondo ISO 9001 e ISO 14001L'accettazione si esprime in termini di livelli di qualità per i singoli tipi di imperfezione, quindi un giunto viene accettato in base a un livello prestabilito piuttosto che in base a un'impressione generale.
Il percorso di riparazione deve essere incluso nello stesso piano: chi decide, dove avviene la riparazione, con quale procedura, come viene effettuata la nuova ispezione e come la conclusione viene riportata alla documentazione originale. L'autorizzazione per la saldatura dei giunti di tubi intersecanti si basa su tale documentazione, non sull'aspetto di un singolo cordone di saldatura.
Ciò che il filmato non può stabilire
Il gap effettivo, l'angolo di smusso entro la tolleranza e il controllo tra le passate non sono visibili in nessun riquadro. Provengono dai registri di controllo qualità in entrata e dalle specifiche della procedura di saldatura.
Il livello di qualità della saldatura, i risultati dei test non distruttivi e l'accettabilità di una famiglia di assiemi sono tutti elementi che esulano da ciò che un'immagine in movimento può trasmettere.
I due segmenti qui utilizzati sono due riprese di una singola stazione, non due linee di produzione. Vengono mostrati insieme per rendere leggibili le fasi di un unico processo.
L'ordine in cui EVST opera è sempre lo stesso: prima si correggono le tolleranze in ingresso, poi si posiziona la giunzione e infine si sequenziano le diramazioni.
Domande frequenti
Perché in questo caso la precisione dell'aderenza è più critica rispetto a una cucitura dritta?
Poiché la giunzione è una curva in uno spazio chiuso, uno spostamento che una saldatura rettilinea assorbirebbe lungo la sua lunghezza si manifesta lungo la circonferenza come uno spazio variabile, quindi lo stesso passaggio risulta carente in un settore e sovra-riempito in un altro.
Un morsetto rotante elimina la necessità di un robot a sei assi?
No. Il morsetto posiziona settori della giunzione, stabilizzando così la vasca, ma la torcia deve comunque seguire una curva la cui direzione cambia continuamente, e ciò richiede che il braccio abbia la libertà di orientamento necessaria.
Di quante posizioni di indice ha bisogno un'intestazione?
Dipende dal diametro del ramo rispetto alla testata e dall'assetto tollerato dal processo. I rami più grandi cambiano assetto più bruscamente e di solito necessitano di una posizione aggiuntiva; il numero viene stabilito dall'elenco delle giunzioni, non da un catalogo.
Un singolo set di parametri può coprire un'intestazione con diverse dimensioni di ramificazione?
Raramente. Spessori diversi delle pareti implicano un apporto di calore diverso, quindi un singolo set applicato lungo l'assemblaggio tende a essere un compromesso a entrambe le estremità dell'intervallo.
Contributi del progetto per la revisione della candidatura
Per valutare una stazione di giunzione intersecante, si apre una revisione della domanda EVST a partire dai seguenti input:
- diametri della testata e della diramazione, spessore della parete e materiale
- il disegno della disposizione dei rami per l'intestazione
- metodo di taglio, requisiti di smusso e limiti del gioco di assemblaggio
- livello di qualità, requisiti di ispezione e obiettivo di produzione
Inviaci le dimensioni dei tubi e la disposizione delle derivazioni, e noi analizzeremo la portata, le posizioni di riferimento e la sequenza di saldatura in base alla tua lista di giunzioni. Letture correlate: Saldatura e taglio robotizzati su percorsi cilindrici, Posizionatori per testa e contropunta per pezzi lunghi.