Neposreden odgovor: Pri tankih pločevinastih konstrukcijah je običajni vzrok za predelavo deformacija, ne pa napake pri varjenju. Tanjša pločevina se manj upira toplotnemu krčenju, zato enak vnos toplote povzroči večjo kotno deformacijo in upogibanje. Pri varjenju tankih pločevin je torej vpenjanje procesna odločitev in ne odločitev o rokovanju: položaji vpenjanja in zaporedje varjenja določajo končno obliko, še preden se oblok sploh prižge.
Komu je to namenjeno: Ta priročnik je napisan za proizvodne inženirje, ki avtomatizirajo varjenje tankopločevinastih sklopov, kjer je prevladujoč dejavnik predelave oblika in ne kakovost varjenja.
Obseg: Zajema, zakaj pri tanki pločevini pride do deformacije, kako vpenjanje deluje kot omejevalo in ne kot rokovanje ter na kaj se osredotoča neprekinjeno varjenje šivov na pozicioneru. Ne zajema preoblikovanja pred procesom, nanašanja premazov ali same zasnove sklopa.
Na tanki pločevini se oblika pokvari pred zvarom
Razprave o varjenju debelih prerezov se običajno osredotočajo na penetracijo in notranjo trdnost. Pri tankih pločevinah se ravnovesje premakne: napaka, ki najpogosteje povzroči vrnitev delov, je dimenzijska in jo povzroči toplotni cikel in ne sam spoj.
Razlog je togost. Tanjši del se manj upira toplotnemu krčenju, zato primerljiv dovod toplote povzroči večjo kotno deformacijo in večjo nagnjenost k upogibanju. Ko se to zgodi, je popravljanje oblike običajno dražje in manj predvidljivo kot popravilo zvara.
Praktična posledica je, da bi se moralo načrtovanje procesa začeti z nadzorom deformacije in ne z zapolnjevanjem spoja. To izhodišče spremeni zasnovo vpenjala, zaporedje varjenja in izbiro parametrov, kasnejša sprememba pa pomeni ponovni pregled vseh treh.
V praksi je najdragocenejši prispevek k oceni varjenja tankih pločevin lastna številka predelave stranke, saj določa izhodišče, ki ga nobena specifikacija opreme ne more nadomestiti. V skladu z ISO 5817: 2023, ravni kakovosti varjenja so opredeljene ločeno od dimenzijskih rezultatov, zato je treba obliko določiti ločeno.
Vpenjanje je omejevanje, ne rokovanje
Pritrdilni element na tanki pločevini opravlja dve nalogi. Očitna je, da predstavlja del, kjer lahko deluje varilna glava. Manj očitna in pomembnejša pa je, da preprečuje toplotno krčenje med ohlajanjem varjenega spoja.
Položaji sponk določajo, kam gre nastala deformacija. Pri zadostni omejitvi se krčenje v veliki meri pretvori v notranjo napetost, ki ostane v konstrukciji. Pri nezadostni omejitvi se to neposredno kaže kot odstopanje oblike. Oba izida imata svoje stroške, izbira med njima pa mora biti v skladu z zahtevami glede sprejemljivosti izdelka.
Zaporedje sproščanja spada v isto odločitev. Sproščanje v različnih vrstnih redih povzroči različno vzmetenje, zato je pri delih z zahtevnimi zahtevami glede oblike vrstni red sproščanja nekaj, kar je treba določiti, ne pa prepustiti upravljavcu.
Zato so varilni elementi za tanke pločevine zasnovani najprej glede na zahteve glede oblike in nato glede na udobje rokovanja, kar je nasprotno od vrstnega reda, ki se uporablja pri težjih profilih.
Neprekinjeno varjenje šivov koncentrira toploto
Neprekinjeno varjenje vzdolž profila, medtem ko se del vrti na pozicioneru, zagotavlja enakomeren šiv, dosleden videz in stabilen cikel. To so resnične prednosti in razlog, zakaj se metoda uporablja.
Kompromis je toplotni. Toplota se neprekinjeno dovaja v isti tanek del in se ne porazdeli, kar je ravno pogoj, pod katerim se tanek material premika. Prednost in tveganje izhajata iz iste lastnosti metode.
Kjer je treba omejiti popačenje, postane porazdelitev toplote prav tako pomembna kot njen skupni seštevek. Za razpršitev vhodnega signala obstajajo zaporedja korak nazaj, preskok in simetrija, njihova ustreznost pa je odvisna od oblike spoja in zahtev glede oblike.
Glede na ISO 9013: 2017, kakovost termičnega reza je eksplicitno razvrščena, kakovost vhodnega reza pa vpliva na prileganje, kar posledično vpliva na vnos toplote in deformacijo. EVST obravnava kakovost surovca kot del razprave o deformaciji in ne kot ločeno vprašanje o nakupu.
Tabela odločitev: kaj upravičuje skupščina
Tabela prikazuje, kaj lahko sestava in njena zahteva glede oblike sama po sebi upravičita glede na dokaze, ki jih mora dobavitelj še predložiti.
| Dokazi iz skupščine | Pristop, ki ga upravičuje | Dokazi, ki jih še vedno dolgujete |
|---|---|---|
| Stabilni vhodni deli, skromne zahteve glede oblike, ena sama varianta | Neprekinjen šiv na pozicioneru z namenskim vpenjalom | Položaji vpenjanja, utemeljeni glede na zahtevo glede oblike, in določeno zaporedje sproščanja |
| Zahtevna zahteva glede ravnosti ali okroglosti | Strategija porazdelitve toplote se upošteva ob elementu, ne za njim | Ali je za vašo skupno obliko potrebno segmentirano ali simetrično zaporedje |
| Široka mešanica variant na isti celici | Nastavljiva vpenjalna naprava, stroški prehoda pa so navedeni vnaprej | Izmerjeni čas menjave in ponovljivost položajev vpenjal po menjavi |
| Trenutni postopek je ročni z znanimi predelavami | Primerjava osnovnih podatkov z uporabo lastnih podatkov o popačenju in predelavi | Ti podatki, saj so najdragocenejši posamezni vhodni podatki za vrednotenje |
Začetni in končni položaj si zaslužita svoja pravila
Pri vrtečem se neprekinjenem šivu se začetek in konec loka toplotno razlikujeta od ustaljene sredine šiva. Pogosto sta tam, kjer se koncentrirajo tako spremembe videza kot lokalna popačenja.
Če jih obravnavamo kot določen del postopka in ne kot kraj, kjer se program začne, se odpravi ponavljajoč se vir variacij. V času načrtovanja to ne stane ničesar in je nerodno naknadno vključiti v potrjen program.
Enako sklepanje velja za vsako prekrivanje, kjer se šiv zapre sam vase. Odločitev o tem, kje se to prekrivanje nahaja glede na pomembne oblikovne značilnosti, je vredno premišljeno sprejeti.
Sprejem: izrecno navedite zahtevo glede oblike
Kjer so dimenzijska pričakovanja implicitna, se pojavijo pri sestavljanju, varjenje pa se običajno pripiše krivdi za toleranco, o kateri se ni nihče dogovoril. Če zahtevo navedete vnaprej, se argument spremeni v specifikacijo.
ISO 13920: 1996 zagotavlja splošne tolerance za varjene konstrukcije in obema stranema daje skupno referenco. ISO 5817: 2023 zajema ravni kakovosti za nepopolnosti zvarov, ločevanje zahtev glede oblike in zahtev glede kakovosti zvarov pa ohranja vsako od njih izvedljivo.
Kjer termično rezani surovci dovajajo sestav, ISO 9013: 2017 zagotavlja klasifikacijo za kakovost termičnega reza. Kakovost vhodnega reza vpliva na prileganje, prileganje pa vpliva tako na vnos toplote kot na deformacijo.
Glede na ISO 13920: 1996Splošne tolerance za varjene konstrukcije so izražene kot razredi, ki zajemajo dolžine, kote, obliko in položaj, zaradi česar je sklic na razred veliko bolj izvedljiv kot ustna zahteva. EVST zahteva ta razred, preden načrtuje shemo vpenjanja.
Kaj posnetek podpira
Posnetek prikazuje ohišje iz tanke pločevine, vpeto na vodoravni rotacijski pozicioner z avtomatsko varilno glavo, ki izvaja neprekinjen šiv vzdolž profila, pri čemer se del in glava premikata usklajeno.
Ne prikazuje velikosti deformacije, stopnje kakovosti varjenja, stopnje ponovne obdelave ali kakršnega koli rezultata sprejemljivosti. Dokazuje, da metoda deluje stabilno; ali ustreza vaši toleranci oblike, je treba ugotoviti na vaših delih.
Kaj navesti v zahtevku za kapital
Navedite debelino in material pločevine, strukturno obliko in zahtevano končno toleranco oblike, zemljevid šivov, vključno s položajem, dolžino, vrsto spoja in ali je šiv neprekinjen, ter trenutne podatke o deformacijah in predelavah, če je postopek danes ročni.
Nato navedite, kaj mora dobavitelj še dokazati: položaje vpenjanja, upravičene glede na vaše zahteve glede oblike, določeno zaporedje sproščanja, strategijo porazdelitve toplote, če to zahteva toleranca, ter položaje začetka, konca in prekrivanja, določene v postopku.
Na ta način napisana zahteva opisuje problem varjenja tankih pločevin z določeno ciljno obliko in ne zahteve za ponudbo varilnega stroja.
Pogosta vprašanja
Zakaj je popačenje prevladujoča težava pri tankih ploščah?
Ker tanjši deli manj odporni na toplotno krčenje, enak dovod toplote povzroči večjo kotno deformacijo in upogibanje. Ravnanje deformiranega sklopa je običajno dražje in manj predvidljivo kot popravilo varjenja.
Je vpenjanje samo vprašanje rokovanja?
Ne. Vpenjanje je omejitev, ki preprečuje krčenje, medtem ko se var hladi. Položaji vpenjanja določajo, ali krčenje postane zaklenjena notranja napetost ali vidna napaka oblike, zaporedje sproščanja pa spremeni vzmetenje.
Ali neprekinjeno varjenje šivov povzroča deformacije?
Toploto koncentrira v enem tankem delu, kar je pogoj, pod katerim se tanek material premika. Enakomeren videz in toplotno tveganje izhajata iz iste lastnosti, zato je pri obliki pomembna enako kot porazdelitev toplote.
Kateri podatki so najbolj uporabni za vrednotenje?
Če danes to montažo varite ročno, so vaše dejanske vrednosti deformacije in predelave ... To je osnova, ki je nobena specifikacija opreme ne more nadomestiti.
Vhodni podatki projekta za pregled prijave
Pošljite naslednje in vpenjalo ter zaporedje bo mogoče pregledati glede na dejansko montažo:
- debelina pločevine, material in konstrukcijska oblika sklopa
- končna toleranca oblike, ki jo mora izpolnjevati končni del
- zemljevid šivov: položaj, dolžina, vrsta spoja in ali so šivi neprekinjeni
- trenutne deformacije in podatki o predelavi, če je sklop danes varjen ročno
- velikosti serij in pogostost menjave, ki določajo namensko ali nastavljivo vpenjalno napravo
Če avtomatizirate varjenje tanke pločevine, pošljite debelino in material, zahtevano toleranco oblike, zemljevid šivov, trenutne podatke o deformacijah in predelavah ter vzorec serije in menjave. Shemo vpenjanja in zaporedje varjenja je nato mogoče načrtovati na podlagi zahteve glede oblike in ne samo na podlagi spoja. Povezano branje: rešitve za avtomatski varilni sistem, Izbira pozicionera za vrteče se dele, meje poti na valjastem delu, kontekst rezanja in sprejemanja pločevine.