Odpowiedź bezpośrednia: Spawanie połączeń rur przecinających się rozpoczyna się od krzywej przestrzennej, więc kąt palnika zmienia się płynnie wokół złącza. To, czy szew można wykonać w jednym przejściu, zależy najpierw od elementu wejściowego – położenia otworu, geometrii skosu i szczeliny montażowej – a dopiero potem od robota. Obrotowy zacisk służy do ustawiania każdej części szwu we właściwej pozycji, a w przypadku, gdy głowica ma kilka odgałęzień, sekwencja spawania podąża za nagromadzonymi odkształceniami, a nie za bliskością.
Dla kogo to jest: Inżynierowie produkcji i kierownicy produkcji określający wymagania dotyczące spawania robotami zespołów rurowych, takich jak kolektory, rozgałęźniki i węzły kratownic.
Zakres: Niniejszy poradnik EVST został napisany na podstawie pojedynczego sfilmowanego stanowiska: dużej rury kolektorowej, prowadzonej między obrotowym zaciskiem a stojakami rolkowymi, z króćcami odgałęzień wpasowanymi w wycięte otwory oraz robotem spawającym szwy przekrojowe. Wykorzystano dwa ujęcia z tego samego stanowiska. Nic tu nie określa czasu cyklu, szybkości osadzania ani wyniku akceptacji sfilmowanej pracy, ponieważ żadnego z nich nie da się odczytać z materiału filmowego.
Staw jest krzywą, a nie szwem
Gałąź wchodząca do kolektora przez wycięty otwór nie tworzy prostego szwu. Linia styku biegnie wokół dwóch cylindrycznych powierzchni, więc jej kierunek, nachylenie i kąt, pod jakim palnik może się do niej zbliżyć, zmieniają się w sposób ciągły.
Na materiale referencyjnym nagłówek jest przenoszony pomiędzy obrotowym zaciskiem a stojakami rolkowymi, z rzędem otworów wzdłuż jego długości i gałęzią wpasowaną w każdy z nich. Robot podąża za linią przecięcia wokół każdej gałęzi po kolei.
Ta geometria porusza pierwsze pytanie inżynierskie w spawaniu przecinających się połączeń rurowych. Nie chodzi o to, czy ramię może dotrzeć do punktu na połączeniu, ale o to, czy każdy punkt na tej krzywej może zostać osiągnięty przy ustawieniu tolerowanym przez proces.
Dlaczego spawanie przecinających się połączeń rur jest wrażliwe na części wchodzące
Automatyzacja wzmacnia zmienność w dostarczanych elementach, zamiast ją absorbować. Przesunięty otwór, nierównomierna faza lub zadzior na końcu odgałęzienia będą dawać różne wyniki tego samego programu w różnych zespołach.
Szczelina montażowa ma największe znaczenie. Zbyt duża szczelina montażowa ma tendencję do zapadania się; nierówna na obwodzie spowoduje, że ta sama warstwa będzie niedostatecznie wypełniona w jednym sektorze, a przepełniona w innym. Norma ISO 13920 określa ogólne ramy tolerancji dla konstrukcji spawanych, do których zazwyczaj odnoszą się te limity.
W praktyce należy ustalić zakres tolerancji dla położenia otworu, kąta skosu i szczeliny przed programowaniem, a nie po nim. Szybkim sposobem na sprawdzenie, na jakim etapie jest warsztat, jest zmierzenie dziesięciu ostatnich zespołów, zamiast modelowania idealnego.
Zgodnie z ISO 13920: 1996Ogólne tolerancje dla konstrukcji spawanych wyrażane są jako klasy tolerancji dla długości, kątów, kształtu i położenia, co stanowi ramy, względem których zwykle zapisuje się limit dopasowania dla tego połączenia.
| Warunek przychodzący | Co robi ze szwem | Co ustalić w pierwszej kolejności |
|---|---|---|
| Pozycja otworu różni się w zależności od zespołu | Krzywa przecięcia przesuwa się względem wyuczonej ścieżki | Tolerancja położenia i czy wymagane jest znalezienie szwu |
| Niezgodny kąt ścięcia wokół gałęzi | Wypełnienie zmienia się w zależności od sektora podczas tego samego przejścia | Metoda cięcia i tolerancja skosu przed programowaniem |
| Przerwa montażowa szersza niż planowano | Basen ma tendencję do opadania w najszerszym sektorze | Granice szczeliny i zestaw parametrów dla górnej granicy |
| Kilka gałęzi na jednym nagłówku | Ciepło kumuluje się w kierunku strony, która jest spawana jako pierwsza | Sekwencja spawania oparta na odkształceniu, a nie bliskości |
Pozycjoner służy do ustawienia szwu we właściwej pozycji
Obrót głowicy nie ma charakteru kosmetycznego. Powoduje on ustawienie spawanego sektora w pozycji, w której basen jest podparty, co jest znacznie stabilniejsze niż sięganie po ten sam sektor w niewygodnej pozycji.
Liczba pozycji indeksowania i to, które sektory są spawane w każdym z nich, to kwestia układu procesu, a nie specyfikacji maszyny. Zbyt mała liczba pozycji indeksowania sprawia, że do niektórych sektorów można dotrzeć tylko przy napiętych pozycjach; zbyt duża liczba pozycji indeksowania powoduje zapełnienie cyklu indeksowaniem.
Większe gałęzie zmieniają położenie bardziej gwałtownie na łuku i zazwyczaj wymagają dodatkowej pozycji indeksującej. Należy to uwzględnić podczas selekcji, wraz z tym, co robi palnik podczas indeksowania – podnoszenie gałęzi w górę lub czekanie w miejscu zmienia budżet czasowy.
Sekwencja w kilku gałęziach
Kolektor zazwyczaj zawiera więcej niż jedno odgałęzienie. Spawanie ich w kolejności, w jakiej znajdują się wzdłuż rury, koncentruje ciepło po jednej stronie, a zespół jest do niej przyciągany.
Sekwencjonowanie za pomocą akumulowanych zniekształceń – zwykle sekwencje symetryczne lub sekwencje pomijające, które rozpraszają dopływ ciepła – nie wymaga żadnych kosztów sprzętowych i musi zostać ustalone przed programowaniem.
Jeżeli rozmiary odgałęzień na jednym kolektorze są różne, różni się również ilość dostarczanego ciepła, więc zastosowanie jednego zestawu parametrów dla całego zespołu rzadko jest właściwym rozwiązaniem.
Kwalifikacja dotyczy połączenia, a nie materiału filmowego
Czysty łuk na nagraniu wideo wskazuje, że sprzęt działał. Nie wskazuje on jednak, że rodzina złączy jest akceptowalna. Zwolnienie pochodzi z kwalifikowanych procedur i inspekcji: ISO 15614-1 dla kwalifikacji procedur, ISO 5817 dla poziomów jakości i ISO 17637 dla badań wizualnych.
Próbki powinny odzwierciedlać najmniej korzystne warunki w rodzinie – najszerszą szczelinę, najmniej regularny skos, najbardziej napięte położenie – a nie wygodny montaż.
Zgodnie z ISO 15614-1: 2017Procedura spawania jest kwalifikowana poprzez spawanie i testowanie znormalizowanego elementu testowego, a kwalifikacja obowiązuje wyłącznie w zakresach ustalonych w trakcie testu.
Zgodnie z ISO 5817: 2023akceptacja wyrażana jest jako poziomy jakości dla poszczególnych typów niedoskonałości, tak więc połączenie jest akceptowane w oparciu o podany poziom, a nie ogólne wrażenie.
Trasa naprawy należy do tego samego planu: kto decyduje, gdzie naprawa jest przeprowadzana, według jakiej procedury, jak jest ponownie sprawdzana i jak wniosek powraca do pierwotnego zapisu. Zwolnienie na spawanie połączeń rurowych przecinających się następuje po tym zapisie, a nie po pojawieniu się pojedynczego ściegu.
Czego nagranie nie może ustalić
Rzeczywista szczelina, kąt skosu w granicach tolerancji i kontrola międzyściegów nie są widoczne w żadnej ramce. Pochodzą one z protokołów kontroli przychodzącej i specyfikacji procedury spawania.
Jakość spoin, wyniki badań nieniszczących i akceptowalność rodziny zespołów to kwestie równie odległe od tego, co można przedstawić w filmie.
Dwa użyte tutaj segmenty to dwa ujęcia z jednego stanowiska, a nie z dwóch linii produkcyjnych. Są one pokazane razem, aby ułatwić odczytanie etapów jednego połączenia.
Kolejność działania EVST jest za każdym razem taka sama: najpierw ustala się tolerancje przychodzące, następnie umieszcza się szew na miejscu, a potem układa się gałęzie.
PYTANIA I ODPOWIEDZI
Dlaczego dopasowanie jest tutaj ważniejsze niż w przypadku szwu prostego?
Ponieważ złącze jest zamkniętą krzywą przestrzeni. Przemieszczenie, które prosty szew zaabsorbowałby na całej swojej długości, pojawia się na obwodzie jako zmienna szczelina, więc to samo przejście jest niedostatecznie wypełnione w jednym sektorze i przepełnione w innym.
Czy obrotowy zacisk eliminuje potrzebę stosowania robota sześcioosiowego?
Nie. Zacisk ustawia fragmenty szwu we właściwej pozycji, co stabilizuje zbiornik, ale palnik nadal musi poruszać się po krzywej, której kierunek ciągle się zmienia, a to wymaga swobody ruchu ramienia.
Ile pozycji indeksu powinien mieć nagłówek?
Zależy to od średnicy gałęzi względem głowicy oraz od położenia, jakie toleruje proces. Większe gałęzie zmieniają położenie bardziej gwałtownie i zazwyczaj wymagają dodatkowej pozycji; liczba jest ustalana na podstawie listy szwów, a nie katalogu.
Czy jeden zestaw parametrów może obejmować nagłówek o różnych rozmiarach gałęzi?
Rzadko. Różne grubości ścianek oznaczają różny dopływ ciepła, więc zastosowanie jednego zestawu wzdłuż całego zespołu jest zazwyczaj kompromisem na obu krańcach zakresu.
Dane wejściowe projektu do przeglądu aplikacji
Aby ocenić stację przecinającą się, rozpoczyna się przegląd wniosku EVST na podstawie następujących danych wejściowych:
- średnice kolektora i odgałęzień, grubość ścianki i materiał
- rysunek układu gałęzi dla nagłówka
- metoda cięcia, wymagania dotyczące skosu i ograniczenia szczeliny montażowej
- poziom jakości, wymagania dotyczące kontroli i cel wyjściowy
Prześlij nam rozmiary rur i układ odgałęzień, a my dobierzemy zasięg, pozycje indeksowania i kolejność spawania na podstawie Twojej listy szwów. Powiązane materiały: spawanie i cięcie robotyczne na torach cylindrycznych, pozycjonery wrzeciennika i konika do długich części.