Ako ste ikada provodili vrijeme u zavarivačkoj radnji (ili čak gledali emisiju o proizvodnji), znate koliko je brzina kritična - za liniju, trku, pa čak i zavarivanje. Ali evo u čemu je stvar: već nekoliko godina prodajem mobilne kolaborativne robote za zavarivanje i jedno pitanje koje stalno dobijam je: "Da li brzina kretanja robota zapravo poremeti kvalitet zavara?" To nije nasumičan, "zavisi" odgovor - postoji stvarna nauka iza toga, a ako ste proizvođač koji pokušava smanjiti troškove bez spaljivanja dijelova, ovo je važno.
Počnimo s osnovama. Kvalitet zavarivanja nije samo lijep izgled (iako lijepi zavari pomažu pri inspekciji). Radi se o penetraciji, fuziji, bez poroznosti i minimalnom prskanju. Brzina kretanja robota direktno kontroliše koliko dugo je zavareni bazen izložen izvoru toplote – obično MIG, TIG ili plazmi za kolaborativne robote. Prebrzo i ne dajete metalu dovoljno vremena da se pravilno otopi ili da dodatni metal (ako se koristi) teče u spoj. Presporo i pregrijaćete osnovni metal, uzrokujući savijanje, progorevanje ili čak pucanje. To je uska ravnoteža, posebno kada radite sa mobilnom postavkom u odnosu na fiksnu ruku – više o tome kasnije.
Hajde da razjasnimo uticaj brzine. Prvo, penetracija: to je koliko duboko se zavar topi u osnovni metal, o čemu se ne može pregovarati za strukturne dijelove (mislite na poljoprivrednu opremu, metalne okvire ili nosače za teške uvjete). Ako se robot kreće prebrzo, unos topline po jedinici dužine opada. Na primjer, ako je vaša struja zavarivanja 180 ampera, a napon 24 V, kretanje brzinom od 10 inča u minuti (ipm) u odnosu na 20 ipm znači da se na svaki inč spoja primjenjuje upola manje topline. Tanak metal bi se mogao izvući brzim pokretima, ali debeli čelik? Dobićete plitak, slab zavar koji će pucati pod pritiskom. Video sam proizvođače kako to testiraju sa starim dijelovima - prebrzo, a zavar se svaki put lomi tokom testa na povlačenje.
Zatim dolazi do fuzije: tada zavareni bazen topi oba dijela osnovnog metala tako da se spajaju zajedno, a ne samo punilo koje se nalazi na vrhu. Spora brzina može se činiti korisnim za više topline, ali prespora i možete dobiti "prekomjerno zavarivanje" - punilo se previše nakuplja, ne miješa se s osnovnim metalom i stvara krhke spojeve. Poroznost je još jedan veliki, mali mjehurići plina koji se formiraju kada se zavar prebrzo ohladi ili ima previše zraka okolo. Ako se robot kreće pravom brzinom, plin može pobjeći prije nego što se metal očvrsne. Prebrzo i metal se hladi prije nego što mehurići izađu; presporo, a višak toplote može uvući vazduh u zglob. I prskanje - to niko ne voli čistiti. Velika brzina može dovesti do nestabilnog luka, zbog čega prskanje leti svuda, dok mala brzina može ostaviti luk na jednom mjestu i uzrokovati dodatno prskanje ili izgaranje.
Sada prodajem mobilne kolaborativne robote za zavarivanje, pa hajde da razgovaramo o tome kako mobilnost ovo mijenja. Fiksni roboti su pričvršćeni na jednom mestu, tako da je njihova brzina konzistentna u radnom području. Pokretni se kotrljaju na točkovima, tako da se njihovo kretanje može malo pomeriti ako pod nije savršeno ravan ili ako je deo neravan. Zato mobilna podešavanja moraju imati kalibrirane kontrole brzine - ako vaš robot uspori prelazeći preko malog urona u radnji, tamo možete dobiti opekotine, dok neravnina čini da ubrza i preskoči mjesto. Jednom sam radio s malom radnjom za proizvodnju koja je prešla sa fiksnog robota na našeg mobilnog kolaborativnog robota za zavarivanje i mislila da je "brzina brzina" - nisu se ponovo kalibrirali za neravni pod, i morali su mjesec dana prepravljati 20% svojih dijelova. Nakon što su prilagodili brzinu za svaku dionicu, ona je pala na manje od 2%.
Čekaj, nisu svi roboti za zavarivanje isti, zar ne? Nudimo različite modele za različite poslove. Na primjer, robot za zavarivanje 1600 Arm Reach savršen je za veće dijelove koje fiksna ruka ne može dosegnuti, tako da je brzina bitna za postizanje konzistentnih zavara na većoj površini. Naš programabilni kolaborativni robot za zavarivanje vam omogućava da unesete prilagođenu brzinu po putanji zavarivanja, što mijenja igru za dijelove s promjenjivom debljinom spoja - poput nosača koji je debeo na jednom mjestu, a tanak na drugom. Ako koristite samo brzinu jedne veličine, zabrljat ćete oba kraja. Također, naš magnetni robot za zavarivanje odličan je za držanje dijelova na mjestu tijekom zavarivanja, tako da kretanje robota ne pomjera pokrete u sredini posla, stabilnost dijela je također povezana sa brzinom, jer ako se dio pomjeri, robot mora kompenzirati i brzina bi se mogla smanjiti.
Uđimo u brojke iz stvarnog svijeta. Uobičajeni test koji radimo sa kupcima: tanak čelik (1/8 inča) za prikolice. Optimalna brzina je 15-18 ipm. Idite na 25 ipm, a penetracija opada za 30% - zavar se neće držati tokom testa opterećenja. Idite na 10 ipm, i dobićete izgorevanje na tankom metalu. Za deblji metal (1/4 inča), slatka tačka je 10-12 ipm sporija da bi se dobila dovoljna penetracija bez pregrijavanja. To nije slučajno; to je iz našeg internog testiranja, ali i iz industrijskih standarda Američkog društva za zavarivanje (AWS), koje uvijek preporučujem da provjerite jer to nije samo naš prodajni razgovor.
Drugi faktor: ugao kretanja. Brzina robota je u interakciji s uglom pod kojim se kreće u odnosu na ugao guranja. Ako koristite ugao potiskivanja (uobičajeno za MIG), nešto sporija brzina može pomoći u fuziji, dok je za ugao povlačenja potrebna brzina na dodir. Ali ako je brzina vašeg robota isključena, čak ni pravi ugao to neće popraviti. Imao sam da se kupci pitaju mogu li jednostavno postaviti robota na "srednju" brzinu i ignorirati je - nema šanse. Svaki spoj, svaki dio, svaki materijal treba podesiti brzinu. Zato su kolaborativni roboti bolji za male serijske poslove, jer možete podesiti brzinu za svaki dio, za razliku od robota fiksne linije koji su jednom postavljeni za masovnu proizvodnju.
Šta je sa uobičajenim greškama? Novi korisnici robota često razmišljaju brže = više dijelova na sat, pa povećavaju brzinu. Ali ako su zavari loši, gubite više vremena na preradu ili rasipanje dijelova nego što ste uštedjeli brzim kretanjem. Mušterija mi je prošle godine rekla da proizvode 10 dijelova na sat sa svojim starim robotom, ali su 3 bila staro gvožđe. Prešli su na našeg kolaborativnog robota za zavarivanje, postavili ispravnu brzinu za svaki dio, dobili 12 dijelova na sat, a stopa otpada je pala na 2%. To je optimizacija pobjedničke brzine ne znači samo brže kretanje, već i kretanje pravom brzinom.
A kod mobilnih robota, morate uzeti u obzir i vrijeme postavljanja. Ako premještate robota s jedne radne stanice na drugu, ne želite da se prvo kreće punom brzinom oko sigurnosti trgovine, ali isto tako, kada je blizu nekog dijela, trebao bi usporiti do brzine zavarivanja. Naši roboti imaju ugrađene senzore koji prilagođavaju brzinu na osnovu udaljenosti od dijela, što uklanja nagađanje. Nema više brige ako se robot kreće prebrzo kada se približi zglobu.
Čekaj, postoji li slučaj da je brže bolje? Možda za vrlo tanke materijale ili aplikacije za zavarivanje velikom brzinom, ali to je specijalizirano. Većina proizvođača radi sa čelikom srednje debljine, aluminijumom ili nerđajućim materijalom, a za to je konzistentnost brzine važnija od sirove brzine. Robot koji se kreće stabilnim 15 ipm je bolji od onog koji se zatvara pri 20 ipm za polovinu zavara i puzi pri 8 ipm za drugu polovinu. Tu blistaju programabilni roboti - možete mapirati cijelu putanju zavarivanja, postaviti brzinu za svaki inč, tako da je konzistentna.
Dakle, što biste trebali učiniti ako imate posla sa brzinom robota za zavarivanje? Prvo testirajte svaki materijal i debljinu dijela kako biste pronašli najbolju točku. Koristite AWS smjernice kao početnu tačku, a zatim prilagodite vlastitim dijelovima. Ako koristite mobilnog robota, provjerite jeste li ga kalibrirali za pod u radnji - neravne površine mogu ometati kretanje. Ako radite na malim serijama ili dijelovima po narudžbi, nabavite programabilnog robota tako da možete prilagoditi brzinu u hodu. I ne zaboravite da magnetna učvršćenja za držanje dijelova mogu održati dijelove stabilnima, tako da se kretanje robota ne ometa, što pomaže u održavanju konstantne brzine.
Na kraju dana, brzina kretanja robota je ključna varijabla koja stvara ili narušava kvalitet zavarivanja. To nije nešto što možete podesiti i zaboraviti, ali s pravim robotom - poput naših mobilnih, programabilnih ili magnetnih modela - i malo testiranja, možete dobiti dosljedne, visokokvalitetne zavare bez gubljenja vremena ili materijala.
Ako želite nadograditi svoje postavke zavarivanja i želite razgovarati o tome kako brzina robota može funkcionirati za vaše specifične dijelove, obratite se. Možemo vam pomoći da pronađete pravog robota za vašu radnju, bilo da je to naš mobilni kolaborativni robot za zavarivanje za fleksibilan podni prostor, robot za zavarivanje 1600 Arm Reach za veće dijelove ili programabilni model za prilagođene poslove.
Reference:
- Američko društvo za zavarivanje. (2022). Vodič za upotrebu automatizacije i robotike u zavarivanju. AWS D16.1/D16.1M:2022.
- Lin, S., & Eager, TW (2020). Utjecaj brzine kretanja na geometriju zrna zavarenog zavarenog metala u elektrolučnom zavarivanju. Journal of Manufacturing Processes, 56, 452-459.
- Međunarodna organizacija za standardizaciju. (2019). Roboti i robotski uređaji-Sigurnosni zahtjevi za industrijske robote-Dio 1: Roboti. ISO 10218-1:2019.
