Resposta direta: A curvatura e o reposicionamento da seção existem porque a conformação a frio remove a face plana da qual a peça foi posicionada. Portanto, uma linha de arco requer uma segunda operação de posicionamento: a peça conformada é fixada novamente em um dispositivo giratório, realinhada à sua forma real e girada para que cada junta seja soldada na posição correta. Se essa etapa for omitida, o caminho referenciará uma referência que não existe mais.
Para quem é: Engenheiros de fabricação e gerentes de produção que especificam linhas automatizadas para seções estruturais curvas, como nervuras de arcos de túneis, pórticos e vigas curvas.
Escopo: Este guia EVST foi escrito a partir de uma linha filmada: um perfil estrutural alimentado até um batente de comprimento, serrado, conformado a frio em arco em várias passagens e, em seguida, fixado em um dispositivo giratório onde um robô solda as juntas circunferenciais. Três estações dessa linha são utilizadas. Nada aqui indica um tempo de ciclo, um valor de retorno elástico ou um resultado de aceitação para o trabalho filmado, porque nenhum desses dados pode ser obtido a partir da filmagem.
O comprimento e a face de corte são definidos antes da moldagem.
Na linha de referência, a seção é alimentada ao longo de uma esteira de rolos até um batente de comprimento e serrada no comprimento desejado antes de qualquer outra etapa. Parece um corte comum e é fácil considerá-lo uma operação de apoio, em vez de parte da decisão de soldagem.
Não é. O comprimento é a última variável nessa linha que pode ser corrigida de forma barata. Cada operação subsequente atua em uma parte mais difícil de alterar, portanto, uma inconsistência no comprimento é compensada posteriormente: alinhamento extra, retificação extra, tempo extra de ajuste na junção entre dois segmentos do arco.
A qualidade do corte superficial tem a mesma importância. Uma superfície irregular significa que a junção entre dois segmentos formados precisa ser feita manualmente, em vez de por meio de um dispositivo de fixação, e o trabalho manual é exatamente o que uma linha automatizada visa eliminar.
De acordo com as ISO 5817:2023Os níveis de qualidade para juntas soldadas por fusão são definidos em função dos limites de imperfeição, e não em função do método utilizado; portanto, a curvatura e o reposicionamento da seção são avaliados pela junta produzida, e não pela sequência em si.
A formação acontece em etapas, não em um único movimento.
A máquina de curvatura não transforma uma seção reta em um arco de uma só vez. Ela avança a seção e a pressiona repetidamente, construindo o raio em etapas, e a filmagem de referência mostra a mesma seção com a curvatura se aprofundando em janelas sucessivas.
O escalonamento existe para que o material possa acompanhar o movimento. Prensada até o raio final em uma única ação, uma aba tende a enrugar e uma alma tende a sofrer flambagem local; distribuída ao longo de várias passagens, a deformação permanece dentro dos limites que a seção pode suportar.
O número de etapas e a intensidade da pressão em cada etapa dependem do perfil da seção e do material. Uma vez definido esse conjunto para um determinado perfil, ele é aplicado a todas as peças daquele tamanho, o que garante a consistência necessária para a soldagem com um único programa.
De acordo com as ISO-15614 1: 2017Um procedimento de soldagem é qualificado de acordo com uma gama definida de condições, e na prática essa gama corresponde ao período em que a dobra e o reposicionamento da seção devem manter a peça de entrada dentro do compartimento.
Dobramento e reposicionamento da seção: por que o datum se move?
Este é o passo para o qual o artigo existe. Uma vez que a seção se torna um arco, a face plana de onde ela foi originalmente definida se curva junto com ela. A geometria de referência usada antes da formação da seção não existe mais depois.
Posicionar a peça moldada nessa face significa alinhá-la a uma superfície que já não corresponde ao desenho. Isso é possível e, em um único protótipo, geralmente funciona, pois uma peça pode ser ajustada até que fique correta.
Os lotes comportam-se de maneira diferente, e a razão para isso é o retorno elástico. A variação do material e do lote de laminação significa que a mesma sequência de prensagem produz raios finais ligeiramente diferentes, portanto, a diferença residual entre as peças é real. O posicionamento em uma face já deformada transfere essa diferença diretamente para a posição da costura, razão pela qual a segunda operação de posicionamento não é opcional.
De acordo com as ISO 13920:1996As tolerâncias gerais para construções soldadas são especificadas com base em características de referência definidas; quando a própria característica é remodelada por conformação, o quadro de tolerância precisa ser restabelecido em vez de assumido.
Prendendo novamente e posicionando a costura na posição correta.
A seção moldada é transferida para um dispositivo giratório, fixada, realinhada à sua forma real e girada para que a junta a ser soldada fique em uma posição favorável.
Soldar em posição é mais estável do que alcançar uma junta em um ângulo difícil: a poça de fusão é mais fácil de controlar e a formação do cordão é mais consistente ao longo da junta. O dispositivo de fixação serve para levar a peça até a tocha, não para mantê-la imóvel enquanto o robô compensa.
A ordem dos equipamentos na linha de produção decorre disso. O dispositivo de fixação rotativo fica depois da máquina de dobra, e não antes, porque sua função é referenciar a peça como ela está agora, e não como estava quando era reta.
Uma tabela de decisão para uma linha em arco
As decisões nessa ordem são o que a análise da aplicação exige, e cada uma delas é tomada com base no desenho e nas peças fornecidas pelo cliente, e não em um catálogo.
| Decisão | Estabelecido a partir de | O que acontece de errado se for ignorado? |
|---|---|---|
| Batente de comprimento e face de corte | Comprimento do desenho, tipo de junta entre segmentos | A compensação acumula-se em cada estação posterior. |
| Sequência de pressionamento | Perfil da seção transversal, material, deformação local admissível | Flanges enrugadas ou almas deformadas no raio final |
| Segunda operação de localização | Geometria formada real, retorno elástico distribuído por todo o lote | Trajetória de soldagem referenciada a um datum que não existe mais. |
| Posições do índice no quadro de ativos | Disposição das juntas ao redor do arco, inclinação que o processo tolera. | Costuras soldadas fora de posição, cordão de solda inconsistente. |
| Pontos de inspeção | Nível de qualidade, tolerância de raio em relação ao desenho | Desvio detectado após a conclusão da montagem. |
O que as imagens não mostram
A tolerância de raio, o valor de retorno elástico e o quanto cada etapa de prensagem deve avançar não são visíveis em uma imagem em movimento. Esses dados são obtidos a partir do desenho e das medições realizadas na fábrica.
O nível de qualidade da solda, os resultados da inspeção e a aceitabilidade de um lote de arcos são igualmente aspectos que fogem ao escopo deste vídeo. A ISO 5817 define os níveis de qualidade para juntas soldadas por fusão e a ISO 17637 abrange a inspeção visual; nenhuma delas é determinada apenas pela observação de uma estação em funcionamento.
Os três segmentos usados aqui são três estações de uma mesma linha, não três linhas inteiras, e são mostrados juntos para tornar a sequência entre as operações legível.
A ordem de trabalho da EVST é sempre a mesma: definir o comprimento e a face de corte, estabelecer a sequência de prensagem e, em seguida, restabelecer a referência antes de qualquer soldagem de junta.
Perguntas frequentes
Por que a peça não pode simplesmente ser soldada após a dobra?
Isso ocorre porque a superfície de onde a referência foi retirada foi remodelada pela operação de dobra. Soldar logo após a conformação significa que o caminho é referenciado a uma geometria que não existe mais na peça.
É necessário medir o retorno elástico em cada lote?
É preciso conhecer bem o limite para dimensionar a faixa de tolerância. Variações no material e no lote de laminação a alteram, portanto, um valor obtido uma única vez e reutilizado indefinidamente é a fonte usual de desvio entre lotes.
Um único dispositivo de fixação consegue lidar com vários raios de curvatura?
Muitas vezes sim, se os pontos de fixação forem escolhidos de forma que cada raio da família tenha material. Os localizadores mudam; o corpo da fixação não.
É sempre necessário um dispositivo giratório?
Nem sempre, mas onde a costura contorna a seção, é isso que permite que cada setor seja soldado na posição correta, em vez de em qualquer ângulo que o braço consiga alcançar.
Informações do projeto para análise de candidatura
Para avaliar uma linha de arco, uma análise de aplicação EVST é iniciada a partir das seguintes informações:
- Perfil da seção transversal, material e comprimento por peça
- requisito de raio e tolerância permitida
- equipamentos de serragem e dobra existentes e como o comprimento é definido.
- Disposição das costuras, nível de qualidade e meta de produção
Envie-nos as dimensões da seção, o raio necessário e o tamanho do lote, e nós cuidaremos do corte, da conformação e da segunda operação de posicionamento com base no seu desenho. Leitura relacionada: Posicionamento e alcance para soldagem robótica de peças grandes, Posicionadores de cabeçote e contraponto para peças longas.