Прямой ответ: Сварка пересечения трубных соединений начинается с пространственной кривой, поэтому угол наклона горелки непрерывно изменяется вокруг соединения. Возможность выполнения шва за один проход определяется сначала поступающей деталью — положением отверстия, геометрией фаски и зазором при сборке — и только затем роботом. Вращающийся зажим предназначен для позиционирования каждой части шва, и в случае, когда коллектор несет несколько ответвлений, последовательность сварки определяется накопленной деформацией, а не близостью.
Для кого это: Инженеры-технологи и руководители производства определяют требования к роботизированной сварке трубчатых узлов, таких как коллекторы, патрубки и узлы ферм.
Объем: Данное руководство по EVST составлено на основе видеозаписи одного рабочего места: большой коллекторный трубопровод, закрепленный между вращающимся зажимом и роликовыми стойками, с ответвлениями, вставленными в вырезанные отверстия, и роботом, сваривающим стыковые швы. Использованы два дубля одной и той же станции. Здесь не указаны время цикла, скорость нанесения материала или результат приемки снятой работы, поскольку ни то, ни другое невозможно определить по видеоматериалу.
Соединение представляет собой изгиб, а не шов.
Ветка, входящая в коллектор через прорезь, не образует прямой шов. Линия контакта проходит вокруг двух цилиндрических поверхностей, поэтому ее направление, наклон и угол, под которым горелка может к ней приближаться, постоянно меняются по всей длине.
На видеоматериале жатка перемещается между вращающимся зажимом и роликовыми опорами, имеющими ряд отверстий по всей длине, в каждое из которых вставляется ветка. Робот следует по линии пересечения вокруг каждой ветки по очереди.
Такая геометрия затрагивает первый инженерный вопрос при сварке пересечений трубных соединений. Дело не в том, может ли манипулятор достичь точки на соединении, а в том, можно ли достичь каждой точки на этой кривой при положении, допустимом для данного процесса.
Почему сварка стыков трубных соединений чувствительна к поступающим деталям?
Автоматизация усиливает, а не компенсирует вариативность поступающих деталей. Смещенное отверстие, неравномерный скос или заусенец на конце ответвления приведут к различным результатам при использовании одной и той же программы для разных сборок.
Наибольшее значение имеет зазор при сборке. Слишком большой зазор приведет к протечке; неравномерный зазор по окружности приведет к тому, что один и тот же проход будет недозаполнен в одном секторе и переполнен в другом. Стандарт ISO 13920 устанавливает общие рамки допусков для сварных конструкций, на основе которых обычно и устанавливаются эти пределы.
На практике следует устанавливать допуски на положение отверстия, угол скоса и зазор до начала программирования, а не после. Быстрый способ оценить реальное состояние цеха — измерить десять недавно собранных изделий, а не моделировать идеальную модель.
По оценкам ISO 13920: 1996Общие допуски для сварных конструкций выражаются в виде классов допусков по длине, углу, форме и положению, что является основой для определения предельного размера соединения.
| Входящее состояние | Что это делает со швом? | Что уладить в первую очередь |
|---|---|---|
| Расположение отверстий различается в зависимости от сборки. | Кривая пересечения смещается относительно заданного пути. | Допустимое отклонение положения и необходимость поиска шва. |
| Угол скоса непостоянен по всей длине ветки. | Заполнение варьируется от сектора к сектору в пределах одного прохода. | Метод резки и допуск на угол наклона перед программированием. |
| Зазор при сборке оказался больше, чем планировалось. | Бассейн, как правило, резко обрывается в самом широком секторе. | Границы разрыва и набор параметров для верхнего предела. |
| Несколько ветвей на одном заголовке | Тепло накапливается со стороны, сваренной первой. | Последовательность сварки определяется погрешностью, а не близостью свариваемых материалов. |
Позиционер предназначен для того, чтобы установить шов в нужное положение.
Поворот сварочного коллектора — это не просто косметический эффект. Он позволяет расположить свариваемый участок таким образом, чтобы сварочная ванна была надежно зафиксирована, что обеспечивает большую устойчивость по сравнению с работой над тем же участком в неудобном положении.
Количество используемых позиций индексации и то, какие сектора свариваются в каждой из них, определяется технологической схемой, а не техническими характеристиками станка. Слишком мало позиций — и доступ к некоторым секторам возможен только при напряженном положении; слишком много — и цикл заполняется операциями индексации.
Более крупные ветви резко меняют свое положение на поворотах и обычно требуют дополнительной точки опоры. Это необходимо учитывать при выборе места, наряду с тем, как работает фонарь во время выбора – например, подъем ветки или ожидание на месте меняют временные рамки.
Последовательность по нескольким ветвям
Обычно коллектор несет более одного ответвления. Сварка этих ответвлений в том порядке, в котором они расположены вдоль трубы, концентрирует тепло на одной стороне, и вся конструкция притягивается к ней.
Последовательность, основанная на накопленных искажениях – как правило, симметричная или с пропуском последовательностей, распределяющих тепловое воздействие – не требует никаких аппаратных затрат и должна быть определена до начала программирования.
Если размеры ответвлений на одном коллекторе различаются, то и тепловая мощность меняется в зависимости от них, поэтому единый набор параметров, применяемый ко всей сборке, редко является оптимальным решением.
Квалификация относится к самому сооружению, а не к видеоматериалу.
Чистая дуга на видео показывает, что оборудование работало. Она не показывает, что семейство соединений является приемлемым. Разрешение выдается на основании квалифицированных процедур и контроля: ISO 15614-1 для квалификации процедур, ISO 5817 для уровней качества и ISO 17637 для визуального контроля.
В качестве тестовых образцов следует выбирать наименее благоприятные условия в семействе изделий – самый широкий зазор, наименее ровный скос, наиболее напряженное положение, – а не удобную сборку.
По оценкам ISO-15614 1: 2017Процедура сварки подтверждается сваркой и испытанием стандартизированного образца, при этом подтверждение действительности процедуры действует только в пределах диапазонов, установленных в ходе испытания.
По оценкам ISO 5817: 2023Приемка выражается в виде уровней качества для отдельных типов дефектов, поэтому соединение принимается на основе заявленного уровня, а не на основе общего впечатления.
План ремонта должен быть частью единого процесса: кто принимает решение, где производится ремонт, по какой процедуре, как проводится повторная проверка и как заключение возвращается к исходной документации. Разрешение на сварку пересечения трубных соединений выдается на основании этой документации, а не по появлению отдельного сварного шва.
Что не удается установить с помощью видеозаписи
Фактический зазор, угол скоса в пределах допуска и контроль межпроходного соединения не видны ни на одном кадре. Они получены из протоколов входного контроля и спецификации сварочной процедуры.
Уровень качества сварных швов, результаты неразрушающего контроля и приемлемость группы узлов — все это выходит за рамки того, что может показать движущийся фильм.
Здесь использованы два фрагмента, снятые с одного участка, а не с двух производственных линий. Они показаны вместе, чтобы этапы работы одного стыка были понятны.
Порядок действий в EVST всегда одинаков: сначала фиксируются входящие допуски, затем устанавливается шов в нужное положение, после чего последовательно обрабатываются ответвления.
Часто задаваемые вопросы
Почему здесь точность подгонки важнее, чем при прямом шве?
Поскольку шов представляет собой замкнутую пространственную кривую, смещение, которое прямой шов поглотил бы по всей своей длине, проявляется по окружности в виде изменяющегося зазора, поэтому один и тот же проход оказывается с недостатком материала в одном секторе и с избытком в другом.
Позволяет ли вращающийся зажим отказаться от шестиосевого робота?
Нет. Зажим фиксирует участки шва в нужном положении, что стабилизирует сварочную ванну, но горелка все равно должна следовать по кривой, направление которой постоянно меняется, а это требует свободы ориентации самой горелки.
Сколько позиций индекса должно быть у заголовка?
Это зависит от диаметра ответвления относительно жатки и от допустимого положения, которое допускает технологический процесс. Более крупные ответвления меняют положение более резко и обычно требуют дополнительного позиционирования; количество определяется по списку швов, а не по каталогу.
Может ли один набор параметров охватывать заголовок с разными размерами ветвей?
Редко. Разная толщина стенок означает разную теплоотдачу, поэтому применение одного комплекта термопасты по всей конструкции, как правило, является компромиссом в обоих крайних значениях диапазона.
Исходные данные проекта для рассмотрения заявки.
Для оценки станции, расположенной на стыке элементов конструкции, начинается проверка заявки EVST на основе следующих входных данных:
- Диаметры коллектора и ответвлений, толщина стенок и материал
- Схема расположения ответвлений для заголовка
- метод резки, требования к фаске и пределы зазора при сборке.
- Уровень качества, требования к контролю и целевые показатели выпуска продукции.
Пришлите размеры труб и схему ответвлений, и мы рассчитаем вылет, положение рычага и последовательность сварки в соответствии с вашим списком швов. Дополнительная информация: Роботизированная сварка и резка по цилиндрическим траекториям, Позиционеры передней и задней бабки для длинных деталей.