Resposta direta: A soldagem de juntas de tubos com interseção começa a partir de uma curva espacial, portanto o ângulo da tocha muda continuamente ao redor da junta. A possibilidade de concluir a solda em uma única passada é determinada primeiramente pela peça de entrada – posição do furo, geometria do chanfro e folga de montagem – e somente depois pelo robô. A pinça rotativa serve para posicionar cada parte da solda, e quando um tubo principal possui várias ramificações, a sequência de soldagem segue a distorção acumulada em vez da proximidade.
Para quem é: Engenheiros de fabricação e gerentes de produção que especificam soldagem robótica para conjuntos tubulares, como coletores, manifolds e nós de treliça.
Escopo: Este guia da EVST foi escrito a partir de uma única estação filmada: um grande tubo coletor transportado entre uma braçadeira rotativa e suportes de rolos, com derivações encaixadas em aberturas cortadas e um robô soldando as juntas de interseção. Duas tomadas dessa mesma estação foram utilizadas. Nada aqui indica um tempo de ciclo, uma taxa de deposição ou um resultado de aceitação para o trabalho filmado, porque nenhuma dessas informações pode ser obtida a partir da filmagem.
A junta é uma curva, não uma costura.
Um ramo que entra em uma viga através de uma abertura de corte não produz uma junta reta. A linha de contato contorna duas superfícies cilíndricas, portanto, sua direção, sua inclinação e o ângulo em que um maçarico pode incidir sobre ela mudam continuamente ao longo do percurso.
Nas imagens de referência, a viga principal é transportada entre uma braçadeira giratória e suportes com roletes, com uma fileira de aberturas ao longo de seu comprimento e um galho encaixado em cada uma delas. O robô segue a linha de interseção ao redor de cada galho, um de cada vez.
Essa geometria levanta a primeira questão de engenharia na soldagem de juntas de tubos com interseção. Não se trata de saber se o braço consegue alcançar um ponto na junta; trata-se de saber se cada ponto dessa curva pode ser alcançado em uma inclinação que o processo tolere.
Por que a soldagem de juntas de tubos com interseção é sensível às peças recebidas?
A automação amplifica a variação nas peças recebidas em vez de absorvê-la. Uma abertura deslocada, um chanfro inconsistente ou uma rebarba na extremidade da ramificação produzirão resultados diferentes do mesmo programa em montagens diferentes.
A folga de montagem é o fator mais importante. Se for muito grande, a mistura tende a transbordar; se for irregular na circunferência, a mesma passada ficará com excesso de material em um setor e com excesso em outro. A norma ISO 13920 estabelece a estrutura geral de tolerâncias para construções soldadas, com base na qual esses limites são normalmente definidos.
Na prática, o ideal é definir a faixa de tolerância para a posição do furo, o ângulo de chanfro e a folga antes da programação, e não depois. Uma maneira rápida de avaliar a situação real de uma oficina é medir dez montagens recentes em vez de modelar a montagem ideal.
De acordo com as ISO 13920:1996As tolerâncias gerais para construções soldadas são expressas como classes de tolerância para comprimentos, ângulos, forma e posição, que é a estrutura com base na qual um limite de ajuste para essa junta é normalmente definido.
| condição de entrada | O que isso faz com a costura | O que resolver primeiro |
|---|---|---|
| A posição dos furos varia entre as montagens. | A curva de intersecção desloca-se em relação ao caminho ensinado. | Tolerância de posicionamento e se é necessário localizar a costura. |
| Ângulo de bisel inconsistente ao redor do ramo | O preenchimento varia de setor para setor na mesma passagem. | Método de corte e tolerância de chanfro, antes da programação |
| A lacuna de montagem foi maior do que o planejado. | A piscina tende a cair no setor mais amplo. | Limites de lacuna e o conjunto de parâmetros para o limite superior. |
| Vários ramos em um único cabeçalho | O calor se acumula primeiro no lado soldado. | Sequência de soldagem baseada na distorção, não na proximidade. |
O posicionador serve para colocar a costura na posição correta.
Girar o cabeçote não é apenas uma questão estética. Isso coloca o setor a ser soldado em uma posição onde a piscina fica apoiada, o que é materialmente mais estável do que alcançar o mesmo setor em uma posição desajeitada.
A quantidade de posições de indexação a serem usadas e quais setores são soldados em cada uma delas é uma questão de projeto do processo, e não de especificação da máquina. Poucas posições e alguns setores só podem ser alcançados em ângulos de inclinação extremos; muitas posições e o ciclo fica sobrecarregado com indexações.
Galhos maiores mudam de direção mais acentuadamente ao longo da curva e geralmente precisam de uma posição de indexação extra. Isso deve ser levado em consideração durante a seleção, juntamente com o que a tocha faz durante a indexação – levantar ou esperar no local altera o tempo disponível.
Sequência ao longo de vários ramos
Um cabeçote normalmente comporta mais de uma ramificação. Soldá-las na ordem em que se encontram ao longo do tubo concentra o calor em um lado, e o conjunto é puxado nessa direção.
O sequenciamento por distorção acumulada – geralmente sequências simétricas ou de salto que distribuem a entrada de calor – não tem custo em hardware e precisa ser decidido antes da programação.
Quando as dimensões dos ramos diferem em um mesmo cabeçalho, a entrada de calor também varia, portanto, aplicar um único conjunto de parâmetros em toda a montagem raramente é a solução ideal.
A qualificação aplica-se à parte conjunta, não à filmagem.
Um arco limpo no vídeo mostra que o equipamento estava funcionando. Isso não significa que uma família de juntas seja aceitável. A liberação provém de procedimentos e inspeções qualificados: ISO 15614-1 para qualificação de procedimentos, ISO 5817 para níveis de qualidade e ISO 17637 para inspeção visual.
As peças de teste devem abranger as condições menos favoráveis da família – a folga mais larga, o chanfro menos regular, a posição mais forçada – em vez de uma montagem conveniente.
De acordo com as ISO-15614 1: 2017Um procedimento de soldagem é qualificado através da soldagem e teste de uma peça de teste padronizada, e a qualificação é válida apenas dentro dos limites estabelecidos pelo teste.
De acordo com as ISO 5817:2023A aceitação é expressa em termos de níveis de qualidade para tipos individuais de imperfeição, portanto, uma junta é aceita em relação a um nível estabelecido, e não em relação a uma impressão geral.
O processo de reparo deve estar inserido no mesmo plano: quem decide, onde o reparo é realizado, sob qual procedimento, como é feita a reinspeção e como a conclusão retorna ao registro original. A liberação para soldagem de juntas de tubos com interseção segue esse registro, e não a aparência de um único cordão de solda.
O que as imagens não conseguem comprovar
A folga real, o ângulo de bisel dentro da tolerância e o controle entre passes não são visíveis em nenhuma imagem. Eles provêm dos registros de inspeção de entrada e da especificação do procedimento de soldagem.
O nível de qualidade da soldagem, os resultados dos testes não destrutivos e a aceitabilidade de um conjunto de componentes são aspectos que estão além do que um filme pode transmitir.
Os dois segmentos usados aqui são duas tomadas de uma mesma estação, não duas linhas de produção. Eles são mostrados juntos para tornar as etapas de uma mesma junção legíveis.
A ordem de trabalho da EVST é sempre a mesma: primeiro, ajustam-se as tolerâncias de entrada, depois posicionam a costura e, por fim, sequenciam-se as ramificações.
Perguntas frequentes
Por que o ajuste é mais crítico aqui do que em uma costura reta?
Como a junta é uma curva em espaço fechado, um deslocamento que uma costura reta absorveria ao longo de seu comprimento se manifesta na circunferência como uma folga variável. Assim, a mesma passada fica com preenchimento insuficiente em um setor e com excesso de preenchimento em outro.
Uma braçadeira rotativa elimina a necessidade de um robô de seis eixos?
Não. A braçadeira posiciona setores da costura, o que estabiliza a poça, mas a tocha ainda precisa seguir uma curva cuja direção muda continuamente, e isso exige a liberdade de orientação do próprio braço.
Quantas posições de índice um cabeçalho precisa?
Depende do diâmetro do ramo em relação ao cabeçalho e da inclinação que o processo tolera. Ramos maiores mudam de inclinação mais bruscamente e geralmente precisam de uma posição extra; o número é definido a partir da lista de juntas, não de um catálogo.
Um único conjunto de parâmetros pode abranger um cabeçalho com diferentes tamanhos de ramificação?
Raramente. Diferentes espessuras de parede implicam diferentes entradas de calor, portanto, um único conjunto aplicado ao longo da montagem tende a ser um compromisso em ambas as extremidades da faixa.
Informações do projeto para análise de candidatura
Para avaliar uma estação de junção de interseção, uma análise de solicitação EVST é iniciada a partir das seguintes informações:
- Diâmetros do cabeçalho e dos ramos, espessura da parede e material
- desenho do layout da filial para o cabeçalho
- método de corte, requisito de chanfro e limites de folga de montagem
- Nível de qualidade, requisitos de inspeção e meta de produção
Envie-nos as dimensões dos tubos e o layout das ramificações, e nós trabalharemos no alcance, nas posições de indexação e na sequência de soldagem com base na sua lista de juntas. Leitura relacionada: Soldagem e corte robóticos em trajetórias cilíndricas, Posicionadores de cabeçote e contraponto para peças longas.