Ако някога сте прекарвали време в заваръчен цех (или дори сте гледали предаване за производство), знаете колко критична е скоростта - за линия, състезание и да, дори заваряване. Но ето нещо: продавам мобилни роботи за съвместно заваряване от няколко години и един въпрос, който получавам през цялото време, е „Колко бързо се движи роботът, всъщност ли обърква качеството на заварката?“ Това не е произволен отговор, „зависи“ – зад него стои истинска наука и ако сте производител, който се опитва да намали разходите без изгаряне на части, това има значение.
Да започнем с основите. Качеството на заваряване не е само красив външен вид (въпреки че хубавите заварки помагат при проверката). Става дума за проникване, сливане, липса на порьозност и минимално пръскане. Скоростта на движение на робота директно контролира колко дълго заваръчната вана е изложена на източника на топлина - обикновено MIG, TIG или плазма за съвместни роботи. Твърде бързо и не давате на метала достатъчно време да се разтопи правилно или за добавъчния метал (ако се използва) да потече във фугата. Твърде бавно и вие прегрявате основния метал, причинявайки изкривяване, прогаряне или дори напукване. Това е тесен баланс, особено когато работите с мобилна настройка срещу фиксирана ръка – повече за това по-късно.
Нека разбием влиянието на скоростта. Първо, проникване: това е колко дълбоко се топи заваръчният шев в основния метал, което не подлежи на обсъждане за структурни части (помислете за селскостопанско оборудване, метални рамки или тежки конзоли). Ако роботът се движи твърде бързо, входящата топлина на единица дължина пада. Например, ако вашият заваръчен ток е 180 ампера и напрежението е 24 V, движението с 10 инча в минута (ipm) срещу 20 ipm означава, че към всеки инч от съединението се прилага наполовина по-малко топлина. Тънкият метал може да се измъкне с бързи движения, но дебелата стомана? Ще получите плитка, слаба заварка, която ще щракне под натиск. Виждал съм производители да тестват това със стари части - твърде бързо и заваръчният шев се къса по време на тест за издърпване всеки път.
След това има сливане: тогава заваръчната вана разтопява и двете части от неблагороден метал, така че те да се свържат заедно, а не само пълнителя, който стои отгоре. Бавната скорост може да изглежда полезна за повече топлина, но твърде бавна и можете да получите „прекомерно заваряване“ - пълнителят се натрупва твърде много, не се смесва с основния метал и създава крехки съединения. Порьозността е друг голям, малък газов мехур, който се образува, когато заваръчният шев се охлади твърде бързо или има твърде много въздух наоколо. Ако роботът се движи с правилната скорост, газът може да излезе, преди металът да се втвърди. Твърде бързо и металът се охлажда, преди да излязат мехурчета; твърде бавно и излишната топлина може да издърпа въздух в ставата. Пръски също - никой не обича да ги почиства. Високата скорост може да доведе до нестабилна дъга, което кара пръските да летят навсякъде, докато бавната скорост може да остави дъгата да остане на едно място и да причини допълнителни пръски или изгаряне.
Сега продавам мобилни роботи за съвместно заваряване, така че нека поговорим как мобилността променя това. Фиксираните роботи са завинтени на едно място, така че скоростта им е постоянна в работната зона. Мобилните се търкалят на колела, така че движението им може да се измести малко, ако подът не е идеално равен или ако частта е неравна. Ето защо мобилните настройки трябва да имат калибрирани контроли на скоростта – ако вашият робот се забави, преминавайки през малък провал на пода на цеха, може да получите изгаряне там, докато ударът го кара да ускори и да пропусне място. Веднъж работих с малък цех за производство, който премина от фиксиран робот към нашия мобилен робот за съвместно заваряване и си помислих, че „скоростта си е скорост“ – те не калибрираха повторно за неравния под и трябваше да преработят 20% от частите си за един месец. След като коригираха скоростта за всяка секция, това падна до по-малко от 2%.
Чакай, не всички роботи за заваряване са еднакви, нали? Предлагаме различни модели за различни работни места. Например, роботът за заваряване с ръка 1600 е перфектен за по-големи части, които фиксираната ръка не може да достигне, така че скоростта е от значение за получаване на последователни заварки върху по-голяма повърхност. Нашият програмируем робот за съвместно заваряване ви позволява да въвеждате персонализирана скорост на заваръчен път, което променя играта за части с различна дебелина на фугата - като скоба, която е дебела на едно място и тънка на друго. Ако просто използвате скорост с един размер, ще объркате и двата края. Също така, нашият робот за магнитно заваряване е чудесен за задържане на части на място по време на заваряване, така че движението на робота да не се измества, стабилността на частта по средата също е свързана със скоростта, защото ако частта се движи, роботът трябва да компенсира и скоростта може да се намали.
Нека навлезем в числата от реалния свят. Често срещан тест, който правим с клиенти: тънка стомана (1/8 инча) за ремаркета. Оптималната скорост е 15-18 ipm. Преминете на 25 ipm и проникването пада с 30% - заваръчният шев няма да издържи по време на тест за натоварване. Преминете на 10 ipm и ще получите прогаряне на тънкия метал. За по-дебел метал (1/4 инча), чувствителното място е с 10-12 ipm по-бавно, за да получите достатъчно проникване без прегряване. Това не е случайно; това е от нашите вътрешни тестове, но също и от индустриалните стандарти на Американското дружество по заваряване (AWS), които винаги препоръчвам да проверявате, защото това не са само нашите разговори за продажби.
Друг фактор: ъгъл на движение. Скоростта на робота взаимодейства с ъгъла, под който се движи при плъзгане спрямо ъгъла на натискане. Ако използвате ъгъл на изтласкване (обичайно за MIG), малко по-бавната скорост може да помогне при сливането, докато ъгълът на издърпване се нуждае от малко по-висока скорост. Но ако скоростта на вашия робот е намалена, дори правилният ъгъл няма да го поправи. Имал съм клиенти да питат дали могат просто да настроят робота на „средна“ скорост и да го игнорират – няма начин. Всяка връзка, всяка част, всеки материал се нуждае от регулиране на скоростта. Ето защо роботите за сътрудничество са по-добри за малки партиди, защото можете да настройвате скоростта за всяка част, за разлика от фиксираните роботи, които се настройват веднъж за масово производство.
Какво ще кажете за често срещаните грешки? Новите потребители на роботи често мислят по-бързо = повече части на час, така че те увеличават скоростта. Но ако заваръчните шевове са лоши, вие губите повече време в преработка или бракуване на части, отколкото сте спестили, като работите бързо. Клиент миналата година ми каза, че произвеждат 10 части на час със стария си робот, но 3 са били скрап. Те преминаха към нашия съвместен робот за заваряване, зададоха правилната скорост за всяка част, получиха 12 части на час и процентът на скрап спадна до 2%. Това е, че оптимизирането на скоростта на печалба не е просто да се движите по-бързо, а да се движите с правилната скорост.
А при мобилните роботи трябва да вземете предвид и времето за настройка. Ако премествате робота от една работна станция на друга, не искате първо да се движи с пълна скорост из магазина за безопасност, но също така, когато е близо до част, трябва да се забави до скоростта на заваряване. Нашите роботи имат вградени сензори, които регулират скоростта въз основа на разстоянието от детайла, което премахва догадките. Вече няма да се притеснявате, ако роботът се движи твърде бързо, когато се доближи до става.
Чакай, има ли случай, когато по-бързото е по-добро? Може би за много тънки материали или приложения за високоскоростно заваряване, но това е специализирано. Повечето производители работят със средна дебелина на стомана, алуминий или неръждаема стомана и за това постоянството на скоростта е по-важно от суровата скорост. Робот, който се движи с постоянни 15 ipm, е по-добър от този, който се движи с 20 ipm за половината заваръчен шев и пълзи с 8 ipm за другата половина. Това е мястото, където програмируемите роботи блестят - можете да начертаете целия път на заваряване, да зададете скорост за всеки инч, така че да е последователен.
И така, какво трябва да направите, ако имате работа със скоростта на заваръчния робот? Първо, тествайте всеки материал и дебелина на детайла, за да намерите най-доброто място. Използвайте насоките на AWS като отправна точка, след което настройте със собствените си части. Ако използвате мобилен робот, уверете се, че сте го калибрирали за пода на вашия магазин – неравните повърхности могат да попречат на движението. Ако работите върху малки партиди или части по поръчка, вземете програмируем робот, за да можете да регулирате скоростта в движение. И не забравяйте, че магнитните закрепващи елементи могат да поддържат частите стабилни, така че движението на робота да не се прекъсва, което помага да се поддържа постоянна скорост.
В края на деня скоростта на движение на робота е основна променлива, която подобрява или нарушава качеството на заваряване. Това не е нещо, което можете да зададете и забравите, но с правилния робот - като нашите мобилни, програмируеми или магнитни модели - и малко тестване, можете да получите последователни, висококачествени заварки, без да губите време или материали.
Ако търсите да надстроите вашата настройка за заваряване и искате да поговорите за това как скоростта на робота може да работи за вашите конкретни части, свържете се с нас. Ние можем да ви помогнем да намерите правилния робот за вашия магазин, независимо дали това е нашият мобилен робот за съвместно заваряване за гъвкаво подово пространство, роботът за заваряване с обхват на ръката 1600 за по-големи части или програмируем модел за поръчки по поръчка.
препратки:
- Американско дружество по заваряване. (2022). Ръководство за използване на автоматизация и роботика в заваряването. AWS D16.1/D16.1M:2022.
- Lin, S., & Eager, TW (2020). Ефекти от скоростта на движение върху геометрията на заваръчния шев при електродъгово заваряване с газ. Journal of Manufacturing Processes, 56, 452-459.
- Международна организация по стандартизация. (2019 г.). Роботи и роботизирани устройства - Изисквания за безопасност за индустриални роботи - Част 1: Роботи. ISO 10218-1:2019.
