Risposta diretta: Il controllo dei fumi segue il pezzo prima del processo. Un pezzo chiuso blocca la via d'uscita, quindi il punto di aspirazione deve seguire l'apertura attraverso cui opera la macchina, e una cappa a parete fissa smette di funzionare una volta che l'unità viene riposizionata. Lo stesso processo in una baia aperta sfoga direttamente verso l'alto, il che rende l'altezza di aspirazione superiore il problema. La protezione dall'arco non è l'ingombro della macchina: i paraventi portatili vengono posizionati dove le persone si avvicinano.
Per chi è questo: Scritto per ingegneri di produzione e coordinatori EHS, con specifiche per l'aspirazione, la vagliatura e la disposizione delle stazioni di saldatura robotizzate.
Scopo: Questa guida EVST illustra gli aspetti da verificare relativi al percorso dei fumi, alla protezione dell'arco e all'accumulo di calore in tre diverse condizioni di lavoro: un pezzo che racchiude i propri fumi, una postazione di lavoro aperta e una saldatura a più passate. Non riporta le concentrazioni dei fumi, i volumi d'aria, i limiti di esposizione o le temperature tra le passate; questi dati derivano da misurazioni e dalla procedura di saldatura.
Tre condizioni di stazione, un processo
Il filmato di riferimento mostra tre postazioni di saldatura separate, una accanto all'altra. Non si tratta di un'unica linea di produzione né di un unico pezzo; vengono mostrate insieme perché lo stesso tipo di processo si comporta in modo completamente diverso a seconda del luogo in cui viene eseguito.
Nella prima immagine, due unità di saldatura mobili lavorano sui lati opposti di una grande struttura in acciaio a tre lati. Nella seconda, un robot salda una piastra piegata su una postazione aperta con schermi portatili alle sue spalle. Nella terza, un primo piano mostra la saldatura a più passate, con un cordone di saldatura sopra l'altro.
Nel loro insieme, questi dati dimostrano che non è possibile redigere una specifica per la protezione dai fumi di saldatura a partire dai parametri di saldatura. I parametri sono simili in tutti e tre i casi; le condizioni, invece, sono diverse.
Da cosa dipende innanzitutto la luce dell'arco di fumo di saldatura e il controllo del calore
Una parte chiusa blocca la via d'uscita. I fumi prodotti all'interno di una scatola a tre lati non hanno modo di fuoriuscire, quindi si accumulano invece di disperdersi e la convezione naturale non li elimina alla velocità con cui il processo li produce.
Ciò rende la posizione del punto di aspirazione la variabile determinante, non la sola capacità di aspirazione. Nel filmato, un'unità si posiziona all'apertura del contenitore e salda verso l'interno: i fumi hanno un'unica via d'uscita e il punto di aspirazione deve trovarsi su tale via.
Una cappa fissa a parete risolve il problema una volta. Non appena l'unità si riposiziona – e un'unità mobile si riposiziona continuamente – la relazione tra la superficie di lavoro e il punto di acquisizione cambia, e l'acquisizione che funzionava nella posizione iniziale non è più valida.
Secondo ISO 21904-1: 2020Le specifiche relative all'attrezzatura per la cattura e la separazione dei fumi di saldatura indicano la posizione di cattura prevista e le condizioni operative, che rappresentano proprio la parte della specifica che una stazione mobile rende non banale.
Una baia aperta rappresenta un problema diverso, non più semplice.
Trasferendo lo stesso processo in una stazione aperta, i fumi salgono verticalmente. Ciò che bisogna gestire non è più come aspirare i fumi da una cavità, ma l'altezza e la posizione dell'aspirazione dall'alto.
Tale altezza è limitata da entrambi i lati. Se è troppo alta, la velocità di cattura lungo l'arco diminuisce; se è troppo bassa, la cappa interferisce con l'area di lavoro del robot o con il caricamento del pezzo.
In pratica, l'ordine è fondamentale. Impostate la posizione della cappa partendo dal pezzo più grande che la stazione deve movimentare, quindi verificate la portata e l'assetto del robot rispetto a tale pezzo. Procedere al contrario tende a produrre una configurazione in cui la cappa si trova esattamente dove deve essere il braccio.
La sequenza operativa di EVST è sempre la stessa: prima si definisce il percorso dei fumi dal pezzo, poi la posizione di aspirazione, quindi la schermatura e solo infine il layout.
| Condizioni della stazione | Dove va il fumo | Cosa decidere per primo |
|---|---|---|
| La parte che racchiude l'arco (scatola, serbatoio, tramoggia) | Intrappolato; esce solo attraverso l'apertura | Cattura il punto di apertura e come segue la macchina |
| baia aperta, stazione fissa | Si eleva al di sopra dell'arco | Altezza del disegno dall'alto rispetto alla parte più grande e all'involucro del robot |
| Vano aperto, unità mobile | Sale, ma la sorgente si sposta | Sia che la cattura e la proiezione viaggino con l'unità |
| Passaggi multipli su sezione spessa | Sale e con esso si accumula calore | Temperatura tra i passaggi e tempo di permanenza durante l'estrazione |
La protezione contro gli archi elettrici segue il profilo delle persone, non quello della macchina.
Nelle riprese a campo aperto, la schermatura è costituita da alcuni schermi di saldatura portatili posizionati dietro la postazione. La loro collocazione è dettata da esigenze di sicurezza per le persone, non per le attrezzature: dovrebbero trovarsi sul lato da cui effettivamente si accede all'area di lavoro.
La stessa postazione, sia essa situata a metà piano o addossata a una parete, richiede schermature diverse. A metà piano, una persona può avvicinarsi da tre lati; addossata a una parete, da un solo lato. Questo aspetto viene definito in fase di progettazione, non aggiunto in seguito.
Un'unità mobile modifica nuovamente il problema. La schermatura fissa protegge una postazione fissa; quando l'attrezzatura si sposta sul luogo di lavoro, la schermatura deve seguirla o essere ripristinata in ogni postazione.
Secondo ISO 9001 e ISO 14001Le tende e gli schermi trasparenti per saldatura vengono specificati in base alle loro proprietà protettive per il processo e le condizioni di visualizzazione in cui vengono utilizzati, quindi la selezione è legata all'arco e alle linee di visuale piuttosto che essere generica.
I sistemi a passaggi multipli accumulano calore e fumi
La sequenza ravvicinata mostra la saldatura a più passate: un cordone di saldatura sovrapposto all'altro, con fumi e schizzi visibili tra una passata e l'altra. Ciò che questa sequenza aggiunge è un accumulo di calore, poiché ogni passata inizia su materiale già riscaldato dalla passata precedente.
Ciò rende l'estrazione e la gestione termica un unico problema di progettazione, anziché due distinti. L'estrazione rimuove il calore insieme ai fumi, quindi un'impostazione aggressiva può portare la temperatura tra le passate al di sotto dell'intervallo richiesto dalla procedura, mentre un'impostazione insufficiente lascia entrambi nella cella.
La temperatura tra le passate e il tempo di permanenza tra le passate sono specificati nella procedura di saldatura per il materiale e il giunto, e vengono verificati mediante misurazione sul pezzo anziché essere dedotti dall'aspetto della saldatura.
Cosa riguarda la misurazione e la sicurezza intorno alla stazione
La concentrazione dei fumi, il volume d'aria, la velocità di aspirazione e la temperatura tra le passate sono valori misurati. Nessuno di questi può essere ricavato dalle riprese video della saldatura, e nessuno di essi viene riportato in questo contesto.
Secondo ISO 10218-2: 2025, lo spazio protetto di una stazione integrata deriva dal movimento dell'intero sistema. Per un'unità di saldatura mobile che comprende il suo percorso di spostamento e i suoi servizi di traino, non solo il braccio.
Secondo ISO 9001 e ISO 14001Le radiazioni dell'arco elettrico, i fumi, le superfici calde e il percorso del cavo rientrano nella stessa valutazione del rischio del movimento del robot, e anche l'accesso per la sostituzione dei materiali di consumo ne fa parte.
Ogni valutazione delle richieste EVST parte dagli stessi dati di progetto: geometria della sezione, condizioni della campata e ventilazione esistente. Pertanto, la selezione si basa su dati concreti e l'accettazione viene concordata in base alla vostra specifica stazione, non a una scheda tecnica.
Domande frequenti
Perché una parte racchiusa modifica così tanto il design dell'estrazione?
Poiché i fumi non possono disperdersi. All'interno di una scatola o di un serbatoio, l'unica via d'uscita è l'apertura, quindi il sistema di aspirazione deve trovarsi in corrispondenza di tale apertura, e una cappa fissa in un altro punto della zona di lavoro ne cattura ben poca. Se l'unità di saldatura si sposta durante il lavoro, anche il punto di aspirazione deve spostarsi con essa.
Un aspiratore più potente è la soluzione per un componente difficile da lavorare?
Non da solo. La velocità di cattura nell'arco dipende dalla distanza e dalla geometria tra la sorgente e il punto di cattura molto più che dalla portata totale, motivo per cui la posizione del punto di cattura viene stabilita prima della capacità.
Come vanno posizionati i filtri per la saldatura?
In base al punto in cui le persone si avvicinano effettivamente alla stazione. Una stazione al centro di una baia può essere raggiunta da tre lati e una addossata a una parete da un solo lato, quindi necessitano di schermature diverse anche con la stessa attrezzatura. Per un'unità mobile, la schermatura deve essere spostata o ripristinata in ogni posizione.
Cosa dovremmo inviare per ottenere una risposta utile?
La geometria del pezzo, compreso se il pezzo racchiude l'arco, la dimensione massima che la stazione deve gestire, l'altezza della campata e la ventilazione esistente, e se l'attrezzatura è fissa o motorizzata per raggiungere il pezzo in lavorazione.
Contributi del progetto per la revisione della candidatura
Per far sì che questo venga verificato con la tua stazione anziché con una cella generica, invia:
- geometria della parte e se la parte racchiude l'arco
- il pezzo più grande che la stazione deve prendere
- altezza della baia e ventilazione già installata
- sia che l'attrezzatura di saldatura sia fissa o azionata sul pezzo
Inviate la geometria del componente e le condizioni della baia, e la configurazione di aspirazione e schermatura potrà essere elaborata in base a questi dati. Letture correlate: soluzioni per sistemi di saldatura automatica, saldatura robotizzata di pezzi di grandi dimensioni.