Risposta diretta: La piegatura e il riposizionamento della sezione sono necessari perché la formatura a freddo rimuove la superficie piana da cui è stato ricavato il pezzo. Una linea ad arco richiede quindi una seconda operazione di posizionamento: il pezzo formato viene nuovamente bloccato su un dispositivo rotante, riallineato alla sua forma effettiva e ruotato in modo che ogni giunzione sia saldata in posizione. Saltare questo passaggio significa che il percorso fa riferimento a un punto di riferimento che non esiste più.
Per chi è questo: Ingegneri di fabbricazione e responsabili di produzione che specificano linee automatizzate per sezioni strutturali curve come nervature ad arco per gallerie, telai e travi curve.
Scopo: Questa guida EVST è stata redatta a partire da una singola linea di produzione filmata: una sezione strutturale alimentata a un fermo di lunghezza, segata, formata a freddo ad arco in più passaggi, quindi fissata su un dispositivo rotante dove un robot salda le giunzioni circonferenziali. Vengono utilizzate tre stazioni di questa linea. In questo documento non vengono indicati tempi di ciclo, valori di ritorno elastico o risultati di collaudo per il lavoro filmato, poiché nessuno di questi parametri può essere ricavato da un filmato.
La lunghezza e la superficie di taglio vengono definite prima della formatura.
Sulla linea di riferimento, la sezione viene alimentata su un trasportatore a rulli fino a un fermo di lunghezza e segata a misura prima di qualsiasi altra operazione. Sembra un normale taglio ed è facile considerarlo un'operazione di supporto piuttosto che parte integrante del processo decisionale di saldatura.
Non è così. La lunghezza è l'ultima variabile su questa linea che può essere corretta a basso costo. Ogni operazione successiva agisce su un componente più difficile da modificare, quindi una lunghezza non uniforme viene assorbita dalla compensazione a valle: allineamento extra, rettifica extra, tempo di assemblaggio extra nel punto di giunzione tra due segmenti dell'arco.
La qualità della superficie di taglio ha la stessa importanza. Una superficie irregolare significa che la giunzione tra due segmenti sagomati deve essere rifinita manualmente anziché con un dispositivo di fissaggio, e il lavoro manuale è proprio ciò che una linea automatizzata ha lo scopo di eliminare.
Secondo ISO 9001 e ISO 14001I livelli di qualità per le giunzioni saldate per fusione sono definiti in base ai limiti di imperfezione piuttosto che in base al metodo utilizzato, quindi la piegatura e il riposizionamento della sezione vengono valutati in base alla giunzione che producono, non in base alla sequenza stessa.
La formazione avviene per fasi, non in un unico passaggio.
La piegatrice non piega una sezione rettilinea in un arco con un'unica passata. Avanza la sezione e la preme ripetutamente, aumentando il raggio a tappe, e il filmato di riferimento mostra la stessa sezione con la curva che si accentua in finestre successive.
La lavorazione a gradini serve a permettere al materiale di seguire la curvatura. Se una flangia viene pressata fino al raggio finale in un'unica operazione, tende a incresparsi e un'anima a deformarsi localmente; se la deformazione viene distribuita su più passaggi, rimane entro i limiti di sopportazione della sezione.
Il numero di passaggi e la pressione esercitata da ciascun passaggio dipendono dal profilo della sezione e dal materiale. Una volta definito il set di parametri per un determinato profilo, questo viene applicato a ogni parte di quella dimensione, garantendo così un risultato sufficientemente uniforme da poter saldare con un unico programma.
Secondo ISO 15614-1: 2017Una procedura di saldatura viene qualificata rispetto a una gamma definita di condizioni e, in pratica, tale gamma corrisponde a ciò che la piegatura e il riposizionamento della sezione devono fare per mantenere il pezzo in ingresso all'interno.
Flessione e riposizionamento della sezione: perché il punto di riferimento si sposta
Questo è il passaggio per cui esiste l'articolo. Una volta che la sezione assume la forma di un arco, la superficie piana da cui era originariamente ricavata si è incurvata con essa. La geometria di riferimento utilizzata prima della formatura non è più presente dopo.
Posizionare la parte formata su quella faccia significa allinearla a una superficie che non corrisponde più al disegno. È possibile farlo, e su un singolo prototipo di solito va a buon fine, perché una parte può essere regolata fino a ottenere l'aspetto desiderato.
I lotti si comportano in modo diverso, e la ragione è il ritorno elastico. Le variazioni di materiale e di laminazione tra i lotti implicano che la stessa sequenza di pressatura produca raggi finali leggermente diversi, quindi la differenza residua tra i pezzi è reale. Il posizionamento su una superficie già deformata trasferisce tale differenza direttamente alla posizione della giunzione, motivo per cui la seconda operazione di posizionamento non è facoltativa.
Secondo ISO 9001 e ISO 14001Le tolleranze generali per le costruzioni saldate sono specificate rispetto a elementi di riferimento definiti; quando l'elemento stesso è stato rimodellato mediante formatura, il quadro delle tolleranze deve essere ristabilito anziché essere assunto.
Serrando nuovamente e ruotando la cucitura in posizione
La sezione formata viene trasferita su un dispositivo rotante, bloccata, riallineata alla sua forma effettiva e ruotata in modo che la giunzione da saldare si trovi in una posizione favorevole.
La saldatura in posizione è più stabile rispetto alla saldatura in un'angolazione scomoda: il bagno di fusione è più facile da controllare e la formazione del cordone è più ripetibile lungo la giunzione. Il dispositivo di fissaggio serve a portare il pezzo alla torcia, non a tenerlo fermo mentre il robot compensa.
L'ordine delle attrezzature sulla linea deriva da questo. Il dispositivo rotante si trova dopo la piegatrice, non prima, perché il suo compito è quello di prendere come riferimento il pezzo nella sua forma attuale, non in quella in cui si trovava quando era dritto.
Una tabella decisionale per una linea ad arco
Le decisioni, in quest'ordine, costituiscono il processo di revisione della domanda, e ciascuna di esse viene definita sulla base dei disegni e dei componenti forniti dal cliente, anziché sulla base di un catalogo.
| Decisione | Stabilito da | Cosa succede se si salta |
|---|---|---|
| Arresto della lunghezza e faccia di taglio | Lunghezza del disegno, tipo di giunzione tra i segmenti | La compensazione si accumula a ogni stazione successiva |
| Sequenza di stampa | Profilo della sezione, materiale, deformazione locale ammissibile | Flange increspate o anime deformate al raggio finale |
| Seconda operazione di localizzazione | Geometria effettiva formata, ritorno elastico distribuito su un lotto | Percorso di saldatura riferito a un punto di riferimento che non esiste più |
| Posizioni dell'indice nel calendario | Disposizione delle cuciture attorno all'arco, atteggiamento tollerato dal processo | Cuciture saldate fuori posizione, cordone di saldatura irregolare |
| Punti di ispezione | Livello di qualità, tolleranza del raggio dal disegno | Deviazione rilevata dopo il completamento dell'assemblaggio |
Ciò che il filmato non può mostrare
La tolleranza del raggio, il valore di ritorno elastico e l'entità dell'avanzamento di ogni fase della pressa non sono visibili in un'immagine in movimento. Questi dati derivano dal disegno e dalle misurazioni effettuate in officina.
Il livello di qualità della saldatura, i risultati dell'ispezione e l'accettabilità di un lotto di archi sono tutti aspetti che esulano dalle possibilità di ripresa. La norma ISO 5817 definisce i livelli di qualità per i giunti saldati per fusione e la norma ISO 17637 riguarda i controlli visivi; nessuno dei due viene determinato osservando una stazione in funzione.
I tre segmenti qui utilizzati sono tre stazioni di una linea, non tre linee, e sono mostrati insieme per rendere leggibile la sequenza tra le operazioni.
La procedura di lavoro di EVST è sempre la stessa: impostare la lunghezza e la superficie di taglio, stabilire la sequenza di pressatura, quindi ristabilire il riferimento prima di qualsiasi saldatura.
Domande frequenti
Perché il pezzo non può essere semplicemente saldato dopo la piegatura?
Poiché la superficie da cui proveniva il punto di saldatura è stata rimodellata dall'operazione di piegatura, la saldatura effettuata subito dopo la formatura implica che il percorso di saldatura sia riferito a una geometria che non esiste più sul pezzo.
È necessario misurare l'elasticità di ritorno per ogni lotto?
È necessario conoscerlo con sufficiente precisione per dimensionare la banda di tolleranza. Le variazioni del materiale e dei lotti di laminazione lo modificano, quindi un valore preso una sola volta e riutilizzato indefinitamente è la fonte usuale di deriva tra i lotti.
Un singolo apparecchio può gestire diversi raggi di curvatura?
Spesso sì, se i punti di serraggio vengono scelti in modo che ogni raggio della famiglia abbia materiale. I posizionatori cambiano; il corpo del dispositivo rimane invariato.
È sempre necessario un dispositivo di fissaggio rotante?
Non sempre, ma è proprio la saldatura che corre lungo la sezione a permettere che ogni settore venga saldato in posizione, anziché in qualsiasi angolazione il braccio possa raggiungere.
Contributi del progetto per la revisione della candidatura
Per valutare una linea ad arco, si apre una revisione della domanda EVST a partire dai seguenti input:
- profilo della sezione, materiale e lunghezza per parte
- requisito del raggio e tolleranza consentita
- attrezzature di taglio e piegatura esistenti e come viene impostata la lunghezza
- disposizione delle cuciture, livello di qualità e obiettivo di produzione
Inviaci le dimensioni della sezione, il raggio richiesto e la quantità da produrre, e noi ci occuperemo del taglio, della formatura e della seconda operazione di posizionamento in base al tuo disegno. Letture correlate: grande pezzo in lavorazione posizione e portata di saldatura robotizzata, Posizionatori per testa e contropunta per pezzi lunghi.