Direkt svar: Sektionsbockning och ompositionering förekommer eftersom kallformning tar bort den plana ytan som detaljen lokaliserades från. En båglinje behöver därför en andra lokaliseringsoperation: den formade detaljen kläms fast igen på en roterande fixtur, justeras om till sin faktiska form och vrids så att varje söm svetsas på plats. Hoppa över den och banan refererar till en referenspunkt som inte längre finns.
Vem är detta för: Tillverkningsingenjörer och produktionschefer som specificerar automatiserade linjer för krökta konstruktionssektioner såsom tunnelbågar, ramar och krökta balkar.
Omfattning: Denna EVST-guide är skriven från en filmad linje: en struktursektion matad till ett längdstopp, sågad, kallformad till en båge över flera passeringar, sedan fastspänd på en roterande fixtur där en robot svetsar de omkretsmässiga sömmarna. Tre stationer från den linjen används. Ingenting här anger en cykeltid, ett återfjädringsvärde eller ett acceptansresultat för det filmade arbetet, eftersom inget av dessa kan utläsas från filmmaterialet.
Längd och snittyta bestäms före formning
På referenslinjen matas sektionen längs en rulltransportör till ett längdstopp och sågas till rätt längd innan något annat händer. Det ser ut som vanlig kapning, och det är lätt att behandla det som en stödoperation snarare än en del av svetsningsbeslutet.
Det är det inte. Längden är den sista variabeln på den här linjen som kan korrigeras billigt. Varje operation efter den arbetar på en del som är svårare att ändra, så en inkonsekvent längd absorberas av kompensation längre ner: extra uppriktning, extra slipning, extra anpassningstid vid fogen mellan två bågsegment.
Skärytans kvalitet väger samma vikt. En ojämn yta innebär att stumfogen mellan två formade segment måste sammanfogas för hand snarare än med fixturen, och handarbete är precis vad en automatiserad linje är avsedd att eliminera.
Enligt ISO 5817: 2023, kvalitetsnivåer för smältsvetsade fogar definieras utifrån ofullkomlighetsgränser snarare än utifrån den metod som används, så sektionsbockning och ompositionering bedöms utifrån den fog den producerar, inte utifrån själva sekvensen.
Formning sker i steg, inte i ett enda drag
Bockningsmaskinen pressar inte en rak sektion till en båge i ett enda slag. Den matar fram sektionen och pressar upprepade gånger, och bygger radien i etapper, och referensfilmen visar samma sektion med kurvan som fördjupas över successiva fönster.
Stegbildning finns så att materialet kan följa med. Pressad till slutlig radie i en enda rörelse tenderar en fläns att skrynklas och ett liv tenderar att bucklas lokalt; fördelat över flera passeringar håller sig deformationen inom vad sektionen tål.
Hur många steg och hur mycket varje steg trycker beror på sektionsprofilen och materialet. När den uppsättningen är fastställd för en profil appliceras den på varje del av den storleken, vilket är det som gör resultatet tillräckligt konsekvent för att svetsa med ett program.
Enligt ISO 15614-1: 2017, en svetsprocedur kvalificeras mot ett definierat område av förhållanden, och i praktiken är det området vad sektionsbockning och ompositionering har för att hålla den inkommande detaljen inuti.
Sektionsböjning och ompositionering: varför utgångspunkten rör sig
Det här är steget som artikeln finns till för. När sektionen väl är en båge har den plana ytan den ursprungligen placerades från böjt sig med den. Referensgeometrin som användes före formningen finns inte kvar efteråt.
Att lokalisera den formade delen på den ytan innebär att justera den mot en yta som inte längre matchar ritningen. Det kan göras, och på en enda prototyp går det vanligtvis bra, eftersom en del kan justeras tills den ser rätt ut.
Batcher beter sig olika, och orsaken är återfjädring. Variationer i material och valsbatcher innebär att samma presssekvens producerar något olika slutradier, så den kvarvarande skillnaden mellan detaljerna är verklig. Lokalisering på en redan deformerad yta överför den skillnaden direkt till sömpositionen, vilket är anledningen till att den andra lokaliseringsoperationen inte är valfri.
Enligt ISO 13920: 1996, generella toleranser för svetsade konstruktioner specificeras mot definierade referensegenskaper; när själva egenskapen har omformats genom formning måste toleransramen återupprättas snarare än antas.
Kläm fast igen och vrid sömmen på plats
Den formade sektionen överförs till en roterande fixtur, kläms fast, justeras till sin faktiska form och vrids så att sömmen som ska svetsas sitter i ett gynnsamt läge.
Att svetsa i rätt position är stadigare än att sträcka sig efter en skarv i en obekväm vinkel: svetsmassan är lättare att kontrollera och strängbildningen är mer repeterbar längs fogen. Fixturen finns för att föra arbetet till brännaren, inte för att hålla detaljen stilla medan roboten kompenserar.
Ordningen på utrustningen på linjen följer av detta. Den roterande fixturen sitter efter bockningsmaskinen, inte före den, eftersom dess uppgift är att referera till detaljen som den är nu, inte som den var när den var rak.
En beslutstabell för en båglinje
Besluten i denna ordning är vad en applikationsgranskning går igenom, och vart och ett av dem fattas utifrån kundens egna ritning och delar snarare än från en katalog.
| Beslutet | Bosatte sig från | Vad som går fel om man hoppar över |
|---|---|---|
| Längdstopp och snittyta | Ritningslängd, fogtyp mellan segment | Kompensationen ackumuleras vid varje senare station |
| Trycksekvens | Sektionsprofil, material, tillåten lokal deformation | Skrynkliga flänsar eller bucklade liv vid slutradien |
| Andra lokaliseringsoperationen | Faktisk formad geometri, återfjädringsspridning över en sats | Svetsväg refererad till en utgångspunkt som inte längre finns |
| Indexpositioner på fixturen | Sömlayout runt bågen, attityd som processen tolererar | Felsvetsade sömmar, inkonsekvent sträng |
| Inspektionspunkter | Kvalitetsnivå, radietolerans från ritningen | Avvikelse upptäckt efter att monteringen är klar |
Vad filmen inte kan visa
Radietolerans, återfjädringsvärde och hur mycket varje presssteg ska förflyttas syns inte i en rörlig bild. De kommer från ritningen och från mätningar i verkstaden.
Svetskvalitetsnivå, inspektionsresultat och huruvida en sats bågar är acceptabelt ligger likaså utanför vad bilderna kan innehålla. ISO 5817 definierar kvalitetsnivåer för smältsvetsade fogar och ISO 17637 omfattar visuell testning; ingetdera avgörs genom att titta på en station igång.
De tre segmenten som används här är tre stationer på en linje, inte tre linjer, och de visas tillsammans för att göra sekvensen mellan operationerna läsbar.
Ordningen som EVST arbetar i är densamma varje gång: justera längd och snittyta, fastställ presssekvensen och återställ sedan utgångspunkten innan någon söm svetsas.
Vanliga frågor och svar
Varför kan inte delen bara svetsas efter böjning?
Eftersom ytan den lokaliserades från har omformats genom bockningsoperationen. Svetsning direkt efter formning innebär att banan refererar till geometri som inte längre finns på detaljen.
Måste återfjädringen mätas för varje sats?
Den måste vara tillräckligt välkänd för att dimensionera toleransbandet. Material- och rullande batchvariationer flyttar den, så ett värde som tas en gång och återanvänds på obestämd tid är den vanliga källan till avvikelse mellan batcher.
Kan en fixtur hantera flera radier?
Ofta ja, om klämpunkterna väljs där varje radie i familjen har material. Positioneringspunkterna ändras, men fixturkroppen gör det inte.
Är en roterande fixtur alltid nödvändig?
Inte alltid, men där sömmen löper runt sektionen är det det som gör att varje sektor kan svetsas i position istället för i vilket läge armen än kan nå.
Projektinput för en ansökningsgranskning
För att bedöma en båglinje öppnas en granskning av EVST-applikationen från följande indata:
- sektionsprofil, material och längd per del
- radiekrav och tillåten tolerans
- befintlig såg- och bockningsutrustning, och hur längden ställs in
- sömlayout, kvalitetsnivå och utgångsmål
Skicka sektionsstorleken, radiekravet och batchstorleken, så arbetar vi igenom skärning, formning och den andra lokaliseringsoperationen mot din egen ritning. Relaterad läsning: robotsvetsning av stora arbetsstycken, position och räckvidd, Spindel- och dubbdockspositionerare för långa delar.