Tiesioginis atsakymas: Vidutinio storio plokštės suvirinimui vienu ėjimu reikia šilumos, kurios grūdelių augimo ir deformacijos kaina viršija kelių ėjimų kainą. Todėl daugiasluoksnis suvirinimas pradedamas nuo griovelio: kampas, šaknies paviršius ir šaknies tarpas nustato skerspjūvį, o skerspjūvis – minimalų ėjimų skaičių. Tada armatūros briaunų išdėstymas lemia armatūros išsidėstymą, tarpinių profilių išdėstymą ir sulydymosi trūkumo riziką.
Kam tai skirta: Šis vadovas skirtas suvirinimo ir gamybos inžinieriams, planuojantiems robotinį daugiasluoksnį suvirinimą ant vidutinio storio plokštės, kai vienas suvirinimas nėra įmanomas, o suvirinimo planas dažnai paliekamas programuotojui.
Taikymo sritis: Jame aptariama, kaip griovelių geometrija lemia sluoksnių ir briaunų planavimą, kodėl briaunų išdėstymas lemia tiek išvaizdą, tiek suvirinimą, ir ką robotinis suvirinimas dar labiau apsunkina problemą. Jame neaptariami patys procedūros kvalifikaciniai bandymai, eksploatacinių medžiagų parinkimas ar suvirinamos konstrukcijos projektavimas.
Kodėl vienu praėjimu neužbaigiamas storas sujungimas
Didėjant storiui, šilumos tiekimas, reikalingas visam pjūviui sulydyti vienu ėjimu, padidėja iki tokio lygio, kurį sunku pateisinti. Pasekmės yra metalurginės ir matmenų: šiurkštesnė grūdelių struktūra, platesnė karščio paveikta zona ir daugiau iškraipymų, kuriuos reikia vėliau ištaisyti.
Užpildant siūlę sluoksniais, kiekvieno praėjimo šilumos tiekimas išlieka tinkamame diapazone. Tai taip pat suteikia naudingų efektų: kiekvienas praėjimas įkaitina sritį kitam, o vėlesni praėjimai grūdina dalį prieš juos uždėtos medžiagos.
Makrolygmens duomenis lengva suprasti. Daugiasluoksnis suvirinimas neatrodo kaip viena vienoda juosta, o kaip atskirų, nuosekliai sudėtų siūlelių rinkinys, o ribos tarp jų matomos ant apdailos paviršiaus.
Praktiškai, eigų planas yra tas, kai robotinis daugiaeigis suvirinimas tampa arba kartojamas, arba lieka priklausomas nuo programuotojo. Pagal ISO 15614-1: 2017Suvirinimo procedūros yra kvalifikuojamos bandymais, o ne teiginiais, kurie yra mechanizmas, kuris paverčia leidimo planą dokumentuota procedūra.
Griovelis nustato skerspjūvį, skerspjūvis nustato praėjimus
Griovelio kampas, šaknies paviršius ir šaknies tarpas kartu nustato plotą, kurį reikia užpildyti. Padalinkite šį plotą iš to, ką pagrįstai galima užpildyti vienu praėjimu, ir gausite apatinę praėjimų skaičiaus ribą. Štai kodėl planavimo seka pradedama nuo griovelio, o ne nuo parametrų rinkinio.
Griovelio geometrija taip pat lemia prieinamumą. Per siauras griovelis – ir degiklis negali įeiti arba gali įeiti tik nepalankiu kampu. Per platus griovelis – ir užpildomas tūris išauga neproporcingai, pailgindamas ciklo laiką ir iškraipydamasis. ISO 9692-1: 2013 apžvelgiami bendro pasiruošimo tipai ir pateikiamas bendras žodynas šiai diskusijai.
Abi kryptys turi realių sąnaudų, todėl pusiausvyrą reikia rasti projektavimo, o ne gamybos etape. Pasirinktas griovelis, skirtas lengvam pjovimui, gali nepastebimai užpildyti ląstelę žymiai didesniu kiekiu, nei būtų reikėję šiek tiek kitokio paruošimo.
Pagal ISO 9692-1: 2013Jungčių paruošimo tipai yra aiškiai klasifikuojami, todėl gamintojas ir integratorius turi bendrą žodyną, o ne ginčą dėl to, kaip turėtų atrodyti nuožulna. EVST pradeda diskusijas apie daugiapakopį suvirinimą nuo šios klasifikacijos.
Karoliukų išdėstymas lemia išvaizdą ir susiliejimą
Kiekvieno praėjimo vieta ankstesnio atžvilgiu lemia, ar armatūra yra lygi, ar tarp praėjimų susidaro grioveliai ir ar riba tarp sluoksnių yra tinkamai sulieta. Tai yra susiję, bet skirtingi rezultatai, ir iš išorės matomas tik pirmasis.
Seka sluoksnyje taip pat turi įtakos iškraipymui. Skirtinga siūlių eiliškumas sukelia skirtingą kampinį iškraipymą ir skirtingą išilginį susitraukimą toje pačioje jungtyje, o konstrukciniuose darbuose šis skirtumas dažnai yra didesnis nei parametrų koregavimo poveikis.
Tarpsluoksninė temperatūra priklauso tam pačiam planui. Ji turi įtakos tiek metalurginėms savybėms, tiek kito siūlelio formavimuisi, todėl tai yra parametras, kurį reikia nurodyti ir kontroliuoti, o ne rezultatas, kurį reikia paaiškinti vėliau.
Sprendimų lentelė: ką jungtis pateisina
Lentelėje pateikiamas atskirų plokštės storio ir jungčių tipo įvertinimas, atsižvelgiant į įrodymus, kuriuos tiekėjas dar turi pateikti.
| Įrodymai iš jungties | Planavimas pateisina | Įrodymai, kuriuos vis dar turite |
|---|---|---|
| Nuoseklus apdirbimas arba terminis pjovimas, stabilus pritaikymas | Fiksuotas sluoksnių ir karoliukų planas, išmokytas vieną kartą ir pakartotinai naudojamas visame procese | Išmatuotas tinkamumo pasiskirstymas ir atitikties planas patikrintas pagal kvalifikuotą procedūrą |
| Rankomis paruoštos nuožulos su matomu skirtumu | Siūlių paieška arba griežtesnė paruošimo metodo kontrolė, nuspręsta prieš celės projektavimą | Tikrasis variacijos diapazonas, nes jis lemia, ar jutimas būtinas, ar neprivalomas |
| Storis arba jungčių tipas skirtingose dalių mišinio dalyse skiriasi. | Praėjimo planas jungtinei klasei, o ne vienas planas, taikomas viskam | Apibrėžtos jungtinės klasės su kiekvienos priimtinumo lygiu |
| Priėmimo lygis dar nesuderintas | Galutinės procedūros nėra; išvaizdos ir tūrio reikalavimai aptarimo metu atskirti | Sutartas kokybės lygis ir jį įrodantis tikrinimo metodas |
Griovelių nuoseklumas yra kintamasis, kurį robotai atskleidžia
Rankinis suvirinimas absorbuoja tam tikrą paruošimo svyravimą, nes suvirintojas stebi jungtį ir nuolat prisitaiko. Robotas, vykdantis išmoktą kelią, to nedaro, todėl paruošimo svyravimas iš toleruotino nepatogumo paverčiamas proceso įvestimi, kurią reikia kontroliuoti arba matuoti.
Tai veda prie sprendimo, kurį reikia priimti jau projekto pradžioje: arba griežtinti paruošimo metodą, kad variacijos išliktų dėstyto plano ribose, arba pridėti siūlių paiešką ar sekimą, kad ląstelė galėtų jas pritaikyti. Abu variantai yra pagrįsti; nė vieno pasirinkti negalima.
Sprendimui reikalinga informacija yra faktinis pritaikymo ir nuožulnumo matmenų pasiskirstymas iš dabartinės gamybos. Neturint šių duomenų, sprendimas paprastai atidedamas iki paleidimo, kuris yra brangiausias etapas.
Išvaizda nėra įsiskverbimas
Daugiasluoksnėje baigto suvirinimo siūlės makrovaizdyje matyti siūlių seka, persidengimas ir paviršiaus taisyklingumas. Jame neparodomas įsiskverbimas, sluoksnių susiliejimas, vidinis tvirtumas ar mechaninės savybės, ir neturėtų būti pateikiamas taip, lyg būtų matyti.
ISO 5817: 2023 apibrėžia netobulumų kokybės lygius ir suteikia abiem šalims bendrą priimtiną žodyną. ISO 15614-1: 2017 apima procedūros kvalifikaciją, kuri yra mechanizmas, kuriuo faktiškai demonstruojami vidiniai rezultatai.
Šių dviejų kategorijų atskyrimas yra pati naudingiausia disciplina šioje srityje. Matomi įrodymai patvirtina proceso kryptį; tūriniai ir mechaniniai teiginiai reikalauja atitinkamo tyrimo.
Matmenų lūkesčiai priklauso specifikacijai
Daugiasluoksnis konstrukcijų suvirinimas sukelia išmatuojamą susitraukimą ir kampinį iškraipymą. Kai matmenų lūkesčiai lieka numanomi, jie paprastai aptinkami surinkimo metu, o korekcija priskiriama suvirinimui, o ne sutartinio tolerancijos nebuvimui.
ISO 13920: 1996 pateikia bendruosius suvirintų konstrukcijų tolerancijos dydžius ir yra praktinis atspirties taškas tam susitarimui. Aiški nuoroda į klasę yra naudingesnė nei reikalavimo aprašymas būdvardžiais.
Kai konstrukcijai taikomi griežtesni vietiniai reikalavimai, juos nurodant atskirai išlaikomas bendras tolerancijos dydis, o ne verčiama visa konstrukcija laikytis griežčiausių reikalavimų.
Pagal ISO 13920: 1996Bendrieji suvirintų konstrukcijų tolerancijos duomenys nurodomi klasėmis, todėl klasės citavimas yra naudingesnis nei reikalavimo apibūdinimas būdvardžiais. EVST klausia, kuri klasė taikoma, prieš nubraižant tvirtinimo detalės koncepciją.
Ką įtraukti į kapitalo paraišką
Nurodykite plokštės storį ir medžiagą, jungties tipą ir griovelių paruošimo būdą, kurį ketinate naudoti, priėmimo lygį ir tikrinimo metodą bei išmatuotą sujungimo nuokrypių pasiskirstymą, palyginti su dabartine gamyba.
Tada nurodykite, ką tiekėjas vis dar turi įrodyti: praėjimo planą, sudarytą iš griovelio, o ne pagal prielaidą, prieigą prie degiklio kiekvienoje praėjimo pozicijoje, ar, atsižvelgiant į jūsų derinimo duomenis, reikalingas siūlių paieška ar sekimas, ir matmenų tolerancijos klasę, kurią turi atitikti galutinis mazgas.
Dažnai užduodami klausimai
Kodėl gi nesuvirinus storos jungties vienu kartu?
Kadangi reikalingas šilumos tiekimas kainuotų daugiau grūdelių augimui, karščio paveiktos zonos pločiui ir deformacijai nei papildomi praėjimai, sluoksnių užpildymas leidžia išlaikyti kiekvieną praėjimą tinkamame šilumos tiekimo diapazone.
Kas turėtų nuspręsti sluoksnių ir praėjimų skaičių?
Tai išplaukia iš griovelių geometrijos, kuri nustato užpildomą skerspjūvį. Tai planavimo sprendimas, priimamas prieš gamybą, o ne prie degiklio.
Ar robotiniam suvirinimui reikalingas siūlės sekimas atliekant daugiapakopį darbą?
Tai priklauso nuo jūsų pritaikymo varianto. Robotas, vykdantis apmokytą trajektoriją, neprisitaiko prie kintamo nuolydžio taip, kaip suvirinimo aparatas, todėl arba paruošimas yra pakankamai griežtai kontroliuojamas apmokytam planui, arba pridedamas jutiklis. Išmatuotas dabartinės gamybos nuokrypis lemia, kurį variantą pasirinkti.
Ar gerai atrodanti suvirinimo siūlė reiškia, kad jungtis yra tvirta?
Nr. Paviršiaus išvaizda rodo siūlių seką, persidengimą ir taisyklingumą. Įsiskverbimui, susiliejimui tarp siūlių ir mechaninėms savybėms reikalingas atitinkamas tyrimas ir procedūros kvalifikavimas.
Projekto įvesties duomenys paraiškos peržiūrai
Nusiųskite toliau nurodytą informaciją ir praėjimo planą bus galima peržiūrėti pagal tikrąją jungtį, o ne pagal parametrų rinkinį:
- plokštės storis ir medžiaga, įskaitant jungčių tipus
- griovelių paruošimo būdas, kurį naudojate dabar arba ketinate naudoti, ir kaip jis atliekamas
- priėmimo lygis ir jį įrodantis tikrinimo metodas
- išmatuotas pritaikymas ir nuožulnumo pokytis, palyginti su dabartine gamyba
- matmenų tolerancijos klasė, kurią turi atitikti gatavas mazgas
Jei planuojate robotinį daugiapakopį suvirinimą ant vidutinio storio plokštės, atsiųskite storį ir medžiagą, jungčių tipus ir griovelių paruošimą, priėmimo lygį ir tikrinimo metodą, išmatuotą pritaikymo variantą ir reikiamą matmenų tolerancijos klasę. Sluoksnių ir siūlių strategiją galima nustatyti pagal griovelį, o ne daryti prielaidas. Susijusi literatūra: daugiapakopis proceso planavimas ir tarppakopis valdymas, konstrukcinio suvirinimo pritaikymai, automatinio suvirinimo sistemų sprendimai, duomenų atkūrimas didelėse konstrukcijose.