直接的な答え: タンクアセンブリには、異なる方法で処理される2種類の溶接継手があります。補強材が壁面に接するすみ肉溶接継手は、アセンブリを傾けることで所定の位置に配置され、溶融池が支えられ、ビードが均一に形成されます。長尺の薄肉溶接継手は通常、部品を固定し、トーチを移動させて溶接されます。この場合、制御変数は入熱量であり、その決定要因は装置ではなくセグメントの順序です。補強材のルートアクセスは、プログラミング時ではなく、アセンブリ時に決定されます。
これの対象者： 薄肉タンクや筐体アセンブリ（補強材やフィンパネル付き）のロボット溶接仕様を策定する製造エンジニア。
範囲： このEVSTガイドは、2つの異なる撮影ステーションに基づいて作成されています。1つは、位置決め装置がフィン付きアセンブリを傾けてフィレットシームを所定の位置に合わせる作業、もう1つは、薄肉タンクパネルが静止した状態でトーチが長いシームに沿って移動する作業です。これらは2つの異なるステーションと2つの異なるワークピースであり、アプローチを比較するために一緒に示されています。1つの工程の2つのステップとして示されているわけではありません。
変圧器タンクのロボット溶接が2つの問題に分かれる
薄肉タンク構造物や筐体には、壁パネル間の長い継ぎ目と、補強材やフィンが壁に接する部分のフィレット継ぎ目があります。これら2つは異なる破壊モードを持つため、同一視して設計すべきではありません。
長い継ぎ目の最大の敵は歪みである。フィレット継ぎ目の難しさは、トーチが根元まで届くかどうかだ。これらを同じように扱うと、必ずどちらか一方が損なわれることになる。
参考映像には両方の装置が登場する。一方の装置では、フィン付きのアセンブリを傾けてフィレットを所定の位置に配置している。もう一方の装置では、タンクパネルを固定したまま、トーチをその長い継ぎ目に沿って移動させている。
フィレット：アセンブリを傾けて所定の位置に配置します
最初のステーションでは、ポジショナーがアセンブリ全体を傾け、そうでなければ下向きまたは横向きになるフィレットが溶接可能な位置になるようにします。
傾斜角度は固定値ではなく、形状と必要な脚のサイズによって決まります。角度を設定したら、特に間隔の狭いフィン間では、ロボットのアクセス性を再確認する必要があります。
位置決め装置の容量は、単一のパネルではなくアセンブリ全体に基づいて決定され、重心が回転によって移動するため、クランプ方式は最も不利な角度で検証されます。
Hubspot ISO 5817:2023品質レベルは欠陥の種類ごとに定義されるため、フィレの要件は外観の説明ではなく、脚のサイズとともにレベルとして示されます。
| シームファミリー | 難易度の制御 | 駅への進入 |
|---|---|---|
| 薄い壁パネル間の長い継ぎ目 | 熱入力と歪み | 一部は静止、懐中電灯が移動、セグメント化されたシーケンス |
| 補強材が壁に接する部分のフィレット | ルートアクセスとプールサポート | ポジショナーがアセンブリを所定の位置に傾ける |
| フィンまたは補強材の間隔が密である | トーチネックの形状と隙間 | プログラミング前にアセンブリ段階でチェックされます |
| 両家族が参加する混合集会 | 駅間の乗り換え | ステーションを分割し、再基準点を計画する |
長い縫い目：部品を固定し、トーチを移動させる
薄肉シェルでは、旋削加工は溶接よりもコストがかかる場合があります。そのような継ぎ目は、ワークピースを固定したままロボットまたはガントリーが溶接トーチを継ぎ目に沿って運ぶような配置に適しています。
その駅の映像は単純に見えるが、その技術的な巧妙さは、動きそのものよりも、継ぎ目に沿って熱がどのように分配されるかという点にある。
薄いパネルを端から端まで一回の溶接で接合すると、平面を保つことができません。パネルを平坦に保つには、分割溶接、溶接順序のスキップ、および溶接パス間の制御が必要です。また、溶接順序では、どちらの面を先に溶接するかを考慮する必要があります。なぜなら、最初の面がパネルを引っ張り、2番目の面はそれを部分的にしか補正しないからです。
補強材からの根の侵入
補強材が壁に接する箇所では、トーチが根元に到達するかどうかは、補強材の間隔とトーチネックの形状によって決まります。
それはプログラム作成後ではなく、アセンブリ段階で確認する必要があります。間隔を変更できない場合は、ネックを細くしたり、トーチの角度を変更したりすることで改善できますが、どちらも使用可能なパラメータの範囲を狭めてしまいます。
根の癒合不全はこの科の特徴的な欠陥であり、外見からは必ずしも確認できないため、外観よりも検査によって判断される。
Hubspot ISO 17637:2016目視検査は、アクセス、照明、視角などの規定された条件下で実施されるため、溶接だけでなく検査においてもルートサイドからのアクセスが重要となる。
Hubspot ISO 13920:1996溶接構造における平面度と真直度は許容クラスとして規定され、これは薄肉パネルの歪み要件が取るべき形式である。
2つのアプローチから選択する
剛性の高い部品でフィレットが集中している場合は、傾けて位置決めする方が適している。薄くて長い継ぎ目が特徴的な部品で、旋削加工が高価な場合は、部品を固定したままにする方が適している。
実際のプロジェクトのほとんどは、両方を必要とします。つまり、固定ステーションで完成させる主要な長尺溶接部と、傾斜ステーションで完成させるフィレット密度の高いサブアセンブリ、そしてそれらの間の搬送です。
決定は、機器のブランドではなく、部品の構造とバッチサイズに基づいて行われます。まず継ぎ目を分類し、次にステーションの種類を選択します。そして、搬送計画を立ててください。部品の持ち上げ方、置き方、再位置決めの方法によって、2番目のステーションでの積載時間が左右されるからです。
映像では確認できないこと
板厚、組み立て時の隙間、実際の熱入力、およびそれによって生じる歪みは、どの画像にも表示されません。これらは手順仕様と測定値から得られるものです。
内部溶接の品質も同様です。キャップの形状が良好であっても、ルートが溶融しているとは限りません。ISO 15614-1は、これらの主張に対する手順の認定について規定しています。
ここで使用されている2つのセグメントは、1つのライン上の2つの工程ではなく、互いに関連性のない2つのステーションと2つの異なるワークピースから得られたものです。
EVSTの作業手順は毎回同じです。まず継ぎ目を分類し、どの系統の継ぎ目を所定の位置に配置するかを決定し、次に駅間の搬送計画を立てます。
よくある質問
タンクのパネルも傾けてみてはどうですか？
大型の薄肉パネルを旋盤加工するには、取り扱いに時間がかかり、それ自体が歪みのリスクを伴う。継ぎ目が長く、部品が柔軟な場合は、部品を固定してトーチを移動させる方が、通常はより安価で安定した解決策となる。
長尺薄肉継ぎ目の歪みを制御する要因は何ですか？
パラメータよりもセグメントの順序が重要です。シーケンスをスキップしたり、左右交互に溶接したり、パス間の制御を行うことで熱を分散させることができます。連続した単一のパスでは熱が集中し、パネルが平坦な状態を維持できません。
トーチがフィレの根元まで届いているかどうかは、どうすればわかりますか？
組み立て段階で、補強材の間隔とトーチネックの形状を照合します。適合しない場合は、ネックを細くする、トーチの角度を変更する、または設計を変更するなどの選択肢があります。これらの選択肢はすべて、プログラミング前に実施する方がコストが抑えられます。
フィレット継ぎ目には傾斜位置決め装置は必要ですか？
必ずしもそうとは限りませんが、プールを支えるために必要なものです。これがないと、扱いにくい位置にあるフィレットは、パラメータの範囲が狭まり、一貫性を保つのが難しくなるような姿勢で溶接しなければなりません。
申請審査のためのプロジェクト入力情報
タンク構造溶接ステーションを計画するために、EVST申請審査は以下の入力情報から始まります。
- タンクの図面（壁厚、補強材の間隔、配置を含む）
- 縫い目リストは、長い縫い目とフィレットに分けられ、必要な脚のサイズが記載されています。
- 平面度および歪み許容要件
- 既存のポジショナー容量、旋回径、オフセット機能
タンクの図面と板厚をお送りいただければ、溶接継ぎ目の種類ごとに分類し、それに合った溶接順序を含むステーション分割案をご提案いたします。関連資料： 自動溶接システムソリューション, 長尺シート切断自動化の受け入れ.