EVST redakcijas komanda · Pēdējoreiz atjaunināts: 2026. gada 9. jūnijā
Punktmetināšana savieno pārklājošās lokšņu metāla daļas līdz 3 mm biezumā, ko plaši izmanto automobiļu virsbūvju metināšanā. MIG (GMAW) metode paredzēta augstas nogulsnēšanās loka metināšanai uz 1 līdz 25 mm strukturālā tērauda un alumīnija. TIG (GTAW) metode aptver precīzu loka metināšanu uz plāniem vai eksotiskiem materiāliem (nerūsējošais tērauds, alumīnijs, titāns), kuru biezums ir mazāks par 6 mm. Katra metode atbilst atšķirīgai robota slodzes klasei, cikla laikam un kvalitātes režīmam. Izvēle seko detaļai, nevis procesam.
Trīs procesi, trīs ražošanas modeļi
Punktmetināšana, MIG un TIG nav vienas un tās pašas darbības trīs paveidi. Tie ir trīs dažādi ražošanas modeļi, kuriem ir kopīgs vārds “metināšana”. Punktmetināšanas robots izvēlas punktmetinājumus uz pārklājošas loksnes. MIG robots veido nepārtrauktas šuves ar augstu nogulsnēšanas pakāpi. TIG robots veido šauras, kontrolētas šuves, kur metalurģija ir svarīgāka par ātrumu. Robota kravnesība, barošanas avots, šūnas izkārtojums un pat operatora prasmju profils visiem trim robotiem atšķiras.
Plašāku ieskatu par to, kā 6 asu metināšanas roboti iederas smagajā rūpniecībā, skatiet EVST rokasgrāmatā. metināšanas roboti MIG, TIG un punktveida procesiemŠajā rakstā ir sīkāk aplūkots pats procesu salīdzinājums.
Procesu salīdzināšanas tabula
| īpašība | Vieta (RSW) | MIG (GMAW) | TIG (GTAW) |
|---|---|---|---|
| Kā tiek veidota obligācija | Pretestības siltums no strāvas caur diviem elektrodiem, kas nostiprina loksnes | Nepārtraukta loka ar palīgmateriālu stiepli kā pildvielu | Nepārtraukta loka veidošanās no neizlietojama volframa elektroda, pildviela pievienota atsevišķi |
| Pildvielas materiāls | neviens | Patērējamā stieple (viengabala vai ar pildvielu) | Atsevišķs stienis, ko var padot ar roku vai ar aukstās/karstās stieples padevi |
| ganības | Nav (nav loka) | Inerta/aktīvā gāze (Ar, CO₂, Ar+CO₂ maisījumi) | Inerta gāze (Ar, Ar+He maisījumi) |
| Materiālu klāsts | Oglekļa tērauds, HSLA, nedaudz alumīnija (sarežģīti) | Oglekļa tērauds, nerūsējošais tērauds, alumīnijs, vara sakausējumi | Nerūsējošais tērauds, alumīnijs, titāns, niķeļa sakausējumi, eksotiskie metāli |
| Biezuma diapazons | 0.5–3 mm lokšņu pāri | 1–25 mm (vairāku caurlaidību) | 0.5–6 mm tipiski, var iegūt biezāku slāni ar vairāku caurlaidību |
| Savienojuma veids | Tikai pārklāšanās savienojumi | Mugura, fileja, pārlaidums, T veida, mala — pilns diapazons | Muguras, filejas, pārlaiduma, T — pilna diapazona, īpaši rievu metinājumi |
| Nogulsnēšanās ātrums | Nav piemērojams (pa punktam) | 1–10 kg/h | 0.2–1 kg/h |
| Cikls uz locītavu | 0.5–2 sekundes katrā punktā | Sekundes uz lineāro centimetru | Lēnāka, vairākkārtēja apstrāde biezām šuvēm |
| Siltuma ievade | Ļoti īss, ļoti lokalizēts pulss | Vidēji augsts | Zems līdz vidējs, ļoti kontrolējams |
| Deformācijas risks | Zema (maza karstuma ietekmēta zona) | Vidējs līdz augsts, īpaši garās vīlēs | Zems (kontrolēta siltuma padeve) |
| Tipiska robota lietderīgā slodze | 165–350 kg (ierocis + ierocis) | 6–20 kg (deglis) | 6–12 kg (deglis) |
| Nepieciešamas operatora prasmes | Apakšējais (pārslēgšanas darbība) | Vidējs (parametru iestatīšana, gāzes kontrole) | Augstāks (parametru iestatīšana, dinamiskā vadība, volframa apstrāde) |
| Piemērots | Korpuss bez mehāniskā aprīkojuma, sadzīves tehnika, elektriskās sadales skapji | Konstrukciju tērauds, celtniecības iekārtas, smagā ražošana | Spiediena trauki, nerūsējošā tērauda pārtikas/farmācijas, kosmosa, plānais diametrs |
Kad katrs process ir pareizā izvēle
Izvēlieties punktmetināšanu, kad
Detaļa ir divas vai vairākas oglekļa tērauda vai augstas stiprības tērauda loksnes, katra no tām 0.5 līdz 3 mm bieza, kas savienojumā pārklājas. Tilpums attaisno tandēma vai daudzstaciju robotu līnijas. Kvalitātes prasība ir izturība katrā punktā un izsekojamība, nevis nepārtrauktas šuves izskats. Piemēri: baltais korpuss, veļas mašīnu cilindri, ledusskapju skapīši, transformatoru korpusi, vadības paneļi.
Saskaņā ar nozares novērojumiem, viena automašīnas virsbūve bez aizdares var izturēt 200 līdz 400 punktmetinājumus 4,000 līdz 5,000 atsevišķos lokšņu saskares punktos. Robotizācijas ekonomiskais pamatojums ir balstīts uz neapstrādātu ciklu skaitu, nevis metināšanas šuvju sarežģītību.
Izvēlieties MIG (GMAW), kad
Detaļa ir izgatavota no 1 līdz 25 mm tērauda vai alumīnija ar lineārām šuvēm, ko var izmērīt centimetros vai metros. Nogulsnēšanās ātrumam ir nozīme. Savienojumu ģeometrija ir pietiekami dažāda, lai loka process varētu absorbēt nelielas pielāgošanas variācijas. Piemēri: ekskavatora strēles, pašizgāzēju kravas kastes, traktoru šasijas, konstrukciju siju izgatavošana, cauruļu spoļu darbi, lauksaimniecības darbarīki, kuģu bloki (ar lineāru sliedi sniedzamībai).
MIG aptver aptuveni 70 procentus loka metināšanas robotu iekārtu smagajā rūpniecībā, jo tas atbilst visizplatītākajam ražošanas modelim: tērauda konstrukciju metinājumi, vidēja un bieza plāksne, garas šuves, caurlaidspējas virzīta ekonomika.
Izvēlieties TIG (GTAW), ja
Detaļa ir izgatavota no nerūsējošā tērauda, alumīnija, titāna vai niķeļa sakausējuma 0.5–6 mm biezumā. Metinājuma šuve tiks pārbaudīta saskaņā ar kodu (ASME IX sadaļa, ISO 15614, AWS D17 kosmosam). Karstuma ietekmētās zonas metalurģiskā integritāte nosaka pārbaudes atbilstību vai neatbilstību prasībām. Piemēri: spiedtvertnes, siltummaiņi, sanitārie nerūsējošā tērauda cauruļvadi, alumīnija laivu korpusi, kosmosa lidmašīnu korpusu mezgli, kodolkomponenti.
TIG metināšana ir lēnāka un dārgāka par lineāro metru nekā MIG metināšana, taču tā ir vienīgā izvēle, ja detaļa tiks pārbaudīta ar radiogrāfiju vai ultraskaņas metodēm un metalurģija ir nežēlīga.
Bieži pieļautas nepareizas izvēles
Smagās rūpniecības metināšanas šūnu projektos, kas nesniedz pietiekamus rezultātus, atkārtoti parādās trīs modeļi.
- TIG norādīšana, kad derēs MIG. Pircējs izvēlas TIG metināšanu, jo metinājumi “izskatās labāk” vai arī piegādātāja atsauksmju sarakstā ir nerūsējošā tērauda izstrādājumi. Ja detaļa ir izgatavota no oglekļa tērauda un pārbaude ir tikai vizuāla, MIG metināšana atbilst prasībām ar lielāku caurlaidspēju un zemākām palīgmateriālu izmaksām.
- Piespiedu punktmetināšana detaļām, kuru biezums pārsniedz 3 mm. Punktmetinājuma izturība strauji samazinās, ja loksnes biezums pārsniedz 3 mm, jo pretestības karsēšana nevar uzturēt vienmērīgu metinājuma tīrradni, izmantojot biezākas loksnes. Lielākajai daļai detaļu, kuru biezums pārsniedz 3 mm, jāizmanto punktmetināšana, MIG metode vai stiprinājumu savienošana.
- Viena procesa specifikācija daudzprocesu darbam. Detaļai ar plāniem nerūsējošā tērauda vākiem un biezām tērauda konstrukcijas ribām būs nepieciešama hibrīdšūna (TIG vākiem, MIG ribām). Viena procesa piespiešana abām pusēm neizbēgami apdraud vienu pusi.
Robota lietderīgās slodzes saskaņošana pēc procesa
Process nosaka lietderīgās slodzes klasi. Lietderīgās slodzes klase nosaka robota modeli. Robota norādīšana vispirms un procesa norādīšana tikai pēc tam ir visbiežākais zaudētās jaudas iemesls.
| Process | Robota kravnesības diapazons | Ko pārvadā derīgā krava |
|---|---|---|
| MIG gaisma | 6 - 8 kg | Ar gaisu dzesējams deglis, vienkārša stieples padeve, plāns stieples darbs |
| MIG standarts | 12 - 20 kg | Ar ūdeni dzesējams deglis, stieples padeves mehānisms, papildu šuves izsekošanas sensors |
| MIG smags/šauras spraugas | 25 - 50 kg | Daudzprocesu metināšanas galva, šauras spraugas deglis, divu vadu sistēmas |
| TIG standarts | 6 - 12 kg | Deglis ar aukstās stieples padevi, AVC sensoru, metināšanas uzraudzību |
| TIG karstās stieples / daudzprocesuāla metināšana | 12 - 20 kg | TIG karstās stieples metināšanas galva, integrēta kamera, metināšanas baseina monitors |
| Prožektors (sadzīves tehnika) | 50 - 165 kg | Pneimatiskā punktmetināšanas pistole, metināšanas kontrolieris |
| Automobiļu standarts | 165 - 250 kg | Servo punktveida pistole, transformators, metināšanas kontrolieris ar reģistrēšanu |
| Vietējais smagsvars / daudzfunkcionāls instruments | 350 - 800 kg | Liela servo pistole, instrumentu mainītājs, daudzprocesu galviņas |
Šūnu līmeņa sekas
Procesa izvēle ietekmē visus pārējos šūnu lēmumus.
Pozicionētājs: Loka procesiem (MIG, TIG) pozicionieri ir ļoti nepieciešams izmantot, jo metināšana plakanā stāvoklī ir ātrāka un rada mazāk defektu. Punktmetināšanai reti ir nepieciešams pozicionētājs, jo metināšanas pistole iestiepjas un nostiprina; tā vietā sagatave tiek turēta korpusā iebūvētā armatūrā.
Dūmu izsūknēšana: MIG metināšana rada vislielāko dūmu daudzumu un nosaka visagresīvāko izsūknēšanu. TIG metināšana rada mazāk dūmu, bet joprojām ir nepieciešama izsūknēšana. Punktmetināšana gandrīz nerada dūmus (nav loka), bet rada troksni un elektrodu nodiluma radītus gružus.
Drošības korpuss: Loka procesiem ir nepieciešami necaurspīdīgi metināšanas aizkari, lai bloķētu loka uzliesmojumu. Punktu telpās var izmantot gaismas aizkarus vai ar paklājiņu aizsargātas zonas, jo nav loka, no kā pasargāt darbiniekus.
Programmēšanas modelis: Punktmetināšanas programmas būtībā ir metināšanas koordinātu saraksts ar parametriem katram punktam. Loka metināšanas programmas ir nepārtrauktas trajektorijas ar pinuma rakstiem, ievada/izvada kustībām un loka ieslēgšanas/izslēgšanas notikumiem. Programmēšanas laiks katrai detaļai loka metināšanai parasti ir 2 līdz 5 reizes ilgāks nekā punktmetināšanai.
Palīgmateriāli: Punktmetināšanas palīgmateriāli ir elektrodu uzgaļi (nomaināmi, simtiem līdz tūkstošiem metināšanas reižu ar vienu uzgali). MIG metināšana patērē stiepli (kg maiņā), kontakta uzgaļus, gāzes difuzorus un aizsarggāzi. TIG metināšana patērē volframa elektrodus (zems ātrums), pildstiepli un aizsarggāzi.
Saskaņā ar nozares novērojumiem, palīgmateriālu izmaksu atšķirība starp TIG un MIG metināšanu salīdzināmam savienojuma garumam ir aptuveni 3 līdz 5 reizes, kas summējas trīs maiņu darbības gadā un ir viens no iemesliem, kāpēc MIG metināšana dominē apjomīgos konstrukciju darbos pat tad, ja TIG metināšana varētu nodrošināt savienojumu metalurģiski.
Atlases darbplūsma praksē
Praksē, kad EVST lietojumprogrammu inženieri palīdz pircējam noteikt metināšanas kameras darbības jomu, saruna notiek šādā secībā:
- Kas ir šī detaļa? Materiāls, biezums, savienojuma veids, paredzamais metinājumu skaits uz vienu detaļu.
- Kāds ir kvalitātes režīms? Tikai vizuāls, krāsvielu penetrācija, radiogrāfija, ultraskaņa, metināšanas procedūras kods.
- Kāds ir apjoms? Detaļu skaits maiņā, maiņas dienā, dienas nedēļā.
- Kāds ir cikla laika mērķis?
- No iepriekš minētā process sašaurinās līdz vienam vai dažreiz divu hibrīdam.
- Tad kravnesības klase izriet no procesa un degļa/pistoles izvēles.
- Tad šūnas komponenti (pozicionētājs, sliede, šuvju izsekošana) izriet no lietderīgās slodzes un detaļas ģeometrijas.
Visbiežākais iemesls, kāpēc šūnas nepietiekami piegādā datus, ir izlaist 1.–4. darbību un sākt ar jautājumu “kurš robots”. Lai iegūtu informāciju par šūnu līmeņa specifikācijām pēc procesa bloķēšanas, skatiet EVST produkta vietnes rokasgrāmatu vietnē. metināšanas robota šūnas izvēle.
Biežāk uzdotie jautājumi
Vai viens robots var veikt MIG un TIG metināšanu ar instrumentu mainītāju?
Jā, bet ražošanā tas ir reti sastopams. Degļu nomaiņas un gāzes/stieples pārvirzīšanas cikla laika zaudējumi parasti atsver elastības ieguvumus. Divi roboti, pa vienam katram procesam, ir visizplatītākais risinājums, ja abi procesi ir nepieciešami lielā apjomā.
Kāpēc punktmetināšana ir ātrāka uz vienu metinājumu nekā MIG?
Punktmetināšana izveido viena punkta savienojumu 0.5 līdz 2 sekundēs, ieskaitot skavas metināšanas un atlaišanas ciklu. MIG metināšanai ir jāšķērso šuve ar nogulsnēšanas ierobežotu ātrumu, kā arī jāveic loka aizdegšanās un krātera aizpildīšana. Katrā savienojumā punktmetināšana ir ātrāka; attiecībā uz lineāro garumu MIG ir vienīgā iespēja.
Kādus materiālus nevar metināt nevienā no šiem trim procesiem?
Ļoti reaģējošiem metāliem (magnijam ar biezu šķērsgriezumu, berilijs), čugunam dažādās konfigurācijās un atšķirīgām metālu kombinācijām ar ļoti atšķirīgām kušanas temperatūrām bieži vien ir nepieciešami alternatīvi procesi (lāzers, berzes maisīšana, elektronu stars) vai specializētas procedūras ārpus standarta MIG/TIG/punktu apstrādes robežām.
Vai lāzermetināšana aizstāj MIG un TIG?
Lāzermetināšana pieaug automobiļu ražošanā (īpaši pielāgotu sagatavju un akumulatoru korpusu ražošanā) un dažos plānsliežu nerūsējošā tērauda darbos, taču tā nav aizstājusi MIG vai TIG smagajā rūpniecībā. Kapitālieguldījumi, savienojumu sagatavošanas tolerance un materiālu klāsts joprojām ir ierobežojumi, kas dod priekšroku loka procesiem vispārējai ražošanai.
Cik ilgi notiek procesa maiņa daudzprocesu šūnā?
Robotam, kas pārslēdzas starp MIG un punktmetālu, instrumentu mainītāja cikls plus atkārtota nullēšana parasti aizņem 30 līdz 90 sekundes. Pārslēdzoties starp MIG un TIG vienā un tajā pašā loka šūnā, parametru programmas ielāde un gāzes pārslēgšana aizņem 1 līdz 3 minūtes. Šīs ir grīdas laika izmaksas, kas jāņem vērā cikla laika modeļos.
Par autoru: EVST redakcijas komanda raksta par rūpniecisko robotiku un viedo ražošanu inženieriem un operāciju vadītājiem, kas izvērtē automatizācijas projektus. EVST (EVS TECH CO., LTD), kas dibināts Čendu 2018. gadā, ir īstenojis vairāk nekā 600 automatizācijas projektu un piegādājis tos vairāk nekā 100 valstīm, ar IATF 16949 automobiļu līmeņa sertifikātu un CE/SGS/TUV trešo pušu sertifikātiem QJAR, XR, EVS un EVSD produktu saimēm.