Suvirinimo procesų klasifikavimas: 7 tipai

Šiame straipsnyje apžvelgiami septyni pagrindiniai suvirinimo procesų tipai. Tipai yra šie: 1. Rankinis suvirinimas 2. Pusiau automatinis suvirinimas 3. Automatinis suvirinimas 4. Automatinis suvirinimas 5. Adaptyvus valdymas 6. Nuotolinis suvirinimas 7. Robotinis suvirinimas.

Tipas # 1. Rankinis suvirinimas:

Tai reiškia, kad visos aštuonios suvirinimo sekos operacijos atliekamos ranka. Tačiau reikia atkreipti dėmesį į tai, kad 4 etapas, ty santykinis judėjimas tarp suvirinimo galvutės ir darbų, gali apimti tam tikrą mechaninę pagalbą, pvz., Suvirinimo manipuliatorių, kuris ruošia suvirinimo medžiagos ruošinį maždaug reikiamu greičiu.

Vienas toks manipuliatorius, vadinamas gravitacijos varikliu, pavaizduotas 21.1 pav., Kuriame suvirintojas suskleidžia svorį, tada valdo stalo greitį laikydamas kraštą ir leisdamas jam važiuoti per pirštus norimu greičiu, leidžiant jam gaminti ilgesnį, nuolatinį suvirinimą apvalūs sukčiai žemyn suvirinimo padėtyje.

Rankinis suvirinimas yra populiariausias naudojant SMAW, GTAW, suvirinimo deguonimi ir plazminio lankinio suvirinimo procesus.

# Tipas. Pusiau automatinis suvirinimas:

Šiame 5 etape, kuris yra „suvirinimo kintamųjų valdymas, pvz., Laidų tiekimo greitis GMAW arba srovės trukmė suvirinimo varže suvirinimo pistoletu, yra automatinė“, tačiau suvirinimo priemonės laikomos rankoje. 4 etapas, ty santykinis judėjimas tarp suvirinimo galvutės ir darbų paprastai yra rankinis, tačiau gali būti naudojamos mechaninės priemonės, pvz., Konvejerio arba darbo manipuliatorius. Taigi GMAW procesas gali būti naudojamas kartu su gravitacijos varikliu, siekiant pagerinti suvirinimo kokybę ir našumą.

Įvairios operacijos 3 ir 6 etapuose, ty „veikimo pradžia ir sustabdymas“, gali būti atliekamos automatiškai, naudojant vieną įjungimo jungiklį.

Pusiau automatinė suvirinimo sistema yra populiariausia GMAW ir FCAW. Nors šią techniką galima naudoti su GTAW, SAW ir ESW procesais, tačiau jis retai naudojamas.

# Tipas . Automatinis suvirinimas:

Tai sistema, kurioje bent 5 etapas yra „suvirinimo kintamųjų valdymas“ ir 4 etapas, ty „santykinis judėjimas tarp suvirinimo galvutės ir darbų“ yra automatinis. Paprastai vienas jungiklis, veikiantis per sekos įrenginį, valdo galios ir eksploatacinių medžiagų, tokių kaip viela ir dujos, valdiklius. Tai taip pat gali pareikšti kraterių pripildymo įrenginį, jei jis yra įtrauktas, į veiksmą automatiškai. 21.2 pav. Pavaizduota tipinė automatinio suvirinimo sistema.

Automatinio suvirinimo sistemos 1, 2, 7 ir 8 etapai atliekami rankomis arba pradedami rankiniu būdu. Pagal pirmiau minėtą logiką suvirinimas gravitacijos būdu klasifikuojamas kaip nešiojamas automatinis suvirinimo metodas.

Automatinė suvirinimo sistema yra populiariausia naudojant SAW ir ESW procesus. Jis taip pat ribotai naudojamas su GTAW, GMAW, FCAW ir plazminio lankinio suvirinimo procesais.

# Tipas . Automatizuotas suvirinimas:

Automatizuota suvirinimo sistema atlieka visus aštuonis etapus nuo detalių surinkimo ir perkėlimo į suvirinimo galvutę, nekeisdama suvirinimo operatoriaus valdymo. Suvirinimas, kuris gali būti užbaigtas vienu ar tik vienu etapu, ir galutinis užbaigtas gaminys išleidžiamas mechaniniu būdu be rankinio įsikišimo. Svarbus automatinio suvirinimo aspektas yra tas, kad operatorius neprivalo nuolat stebėti operacijos. Palyginti su automatiniu suvirinimu, tai didina našumą, gerina kokybę ir sumažina operatoriaus nuovargį.

21.3 pav. Pateikiamas automatinio suvirinimo sistemos, kurioje naudojamas mini kompiuteris, daugiaprogrameris ir sukčiai sekimo įrenginys, schema. Automatizuotos suvirinimo sistemos populiariai naudojamos su SAW, GMAW ir FCAW procesais. Ribotas kiekis GTAW, PAW ir ESW taip pat naudojamas automatizuotuose režimuose.

21.3 pav. Automatizuotos suvirinimo sistemos schema

Tipas # 5. Adaptyvios kontrolės priemonės:

Didėjant automatinių ir automatinių suvirinimo sistemų naudojimui, būtina, kad suvirinimo galvutė judėtų tiksliai išilgai jungtinio kelio ir kad būtų pasiektas norimų specifikacijų ir kokybės suvirinimas. Tai paprastai daroma naudojant įrenginius, vadinamus adaptyviais valdikliais.

Todėl adaptyvūs suvirinimo sistemų valdikliai siekia dviejų tikslų: sukčiavimo stebėjimo ir kokybės kontrolės.

Yra kelių tipų siūlės stebėjimo įtaisai. Paprasčiausias, pavaizduotas 21.4 pav. yra mechaninis pasekėjas, kuris naudoja spyruoklinius ratukus, kad fiziškai atitiktų jungtį. Ši sistema veikia patenkinamai ilgų horizontalių arba vertikalių takų atžvilgiu, tačiau gali būti nenaudinga siūlių sekimui išilgai lenkto kelio, kaip matyti iš dviejų šio tipo sukčiai sekimo žymeklio, parodyto 21.5 pav.

Kitos siūlės sekimo sistemos apima elektromechaninius įrenginius, kuriuose naudojami lengvi elektroniniai zondai. Tačiau jie riboja gebėjimą sekti daugkartinio suvirinimo siūlus ir kvadratinių griovelių suvirinimus. Tai taip pat neigiamai veikia suvirinimo šilumą.

Kai kurios kitos sistemos, naudojamos naudojant „GTAW“ procesą, remiasi lanko jutimu, naudojant lanko įtampos valdymą, kad būtų išlaikytas kelias. Sudėtingesnėse lankinio siūlių sekimo versijose naudojamas mechanizmas lankui virpinti ir lanko charakteristikų kitimo interpretavimui, kad jaustų sąnario vietą. Tokia sistema gali būti pageidaujama arba gali būti nepageidaujama naudojant tam tikrą suvirinimo procesą ir gali būti ribojama važiavimo greičiu pagal svyravimų reikalavimus.

Iki šiol sudėtingiausios sukčiavimo sekimo sistemos yra optiniai tipai, kurie naudoja vaizdo kameras, kaip parodyta 21.6 pav., Arba kiti prietaisai, kad gautų dviejų ar trijų matmenų suvirinimo jungties vaizdą. Šie vaizdai naudojami kompiuterinėje sistemoje, kad suvirinimo galvutė labai tiksliai atitiktų jungtinį kelią.

Optinis siūlių sekimo sistema, kurioje naudojama lazerio spindulys, yra naujausias būdas pasiekti aukštą tikslumą sekant norimą suvirinimo kelią. Tačiau aštrių kampų ir suvirinimo šilumos ir dūmų poveikis vis dar sukelia problemų, kurios nėra visiškai įveiktos.

Adaptyvios kontrolės priemonės, naudojamos naudojant atsparumo suvirinimo proceso kokybės kontrolę, leidžia procesui tęsti tol, kol bus sukurtas tinkamo dydžio grynuolis.

Kai naudojama tam tikra adaptyvaus valdymo forma, į pagrindinį proceso režimą pridedami žodžiai „su sukčiavimo stebėjimu“ arba „su adaptyviu valdymu“, pvz., „Automatizuotas suvirinimas su sukčiavimu arba atsparumo taškiniu suvirinimu naudojant proceso kokybės kontrolę“. .

Tipas # 6. Nuotolinis suvirinimas:

Nuotolinis suvirinimas ir automatinis suvirinimas turi daug bendro. Abiem atvejais suvirinimas atliekamas be tiesioginio žmogaus suvirinimo operatoriaus. Automatinio suvirinimo atveju operatorius gali būti tik keli metrai nuo suvirinimo operacijos, tačiau suvirintojas gali būti taip pat daugelio metrų atstumu.

Taip yra todėl, kad operacijų metu nereikia stebėti ir koreguoti. Daugeliu atvejų suvirinimas atliekamas už užuolaidų taip, kad operatorius net negalėtų matyti operacijų arba jos nebūtų paveiktos lanku.

Nuotolinis suvirinimas yra daug panašus į automatinį suvirinimą, nes suvirinimo operatorius nėra suvirinimo vietoje ir gali būti labai nutolęs nuo jo. Tačiau skirtumas yra tas, kad automatizuotas suvirinimas yra sukurtas paprastai tam pačiam identiškam suvirinimui atlikti. Nuotolinis suvirinimas paprastai apima techninės priežiūros operacijas, kuriose kiekvienas suvirinimas gali skirtis nuo ankstesnio.

Jei tas pats suvirinimas atliekamas vėl ir vėl, nuotolinis suvirinimas tampa panašus į automatinį suvirinimą. Nuotolinis suvirinimas vis plačiau naudojamas kuriant branduolines elektrines. Apskritai, jis atliekamas ten, kur žmonės negali gyventi dėl priešiškos atmosferos, pavyzdžiui, kai yra didelis radioaktyvumo lygis. Todėl techninės priežiūros vienetai turi apimti nuotolinį darbą, įskaitant suvirinimą.

Kai kurie tipiniai nuotolinio suvirinimo įrenginiai yra radioaktyviųjų medžiagų sandarinimas metaliniuose konteineriuose. Taip pat branduolinėje pramonėje atliekamas kuro elementų ir tikslinių strypų sandarinimas naudojant nuotolinį suvirinimą, kaip parodyta 21.12 pav.

Nuotolinis suvirinimas randamas kai kuriose radijo chemijos perdirbimo įmonėse, kuriose tvarkomi aukšti korozijos sprendimai. Tai taip pat daroma aplink branduolinius reaktorius, kur eksploatavimo sąlygos reikalauja didžiausios suvirinimo kokybės. Kitas nuotolinio suvirinimo taikymas naudojant automatinį GTAW įrenginį yra nuotėkio vamzdžių prijungimas prie atominių elektrinių.

Vamzdžių suvirinimo jungtys radijo aktyvioje atmosferoje taip pat atliekamos nuotoliniu būdu naudojant automatines GTAW galvutes. Nuotoliniai vamzdžių ir vamzdelių suvirinimo įtaisai yra pagaminti taip, kaip jie būtų pagaminti įprastomis sąlygomis.

Tipas # 7. Robotinis suvirinimas:

Robotinis suvirinimas iš esmės yra automatizuotos suvirinimo sistemos dalis, bet yra svarstomas atskirai, nes iš visų šiuo metu prieinamų technologijų robotai galbūt yra įdomiausi ir todėl jiems reikia specialios nuorodos suvirinimo automatikos srityje. Sujungtos robotai gali glaudžiai imituoti suvirinimo aplinkoje žmogaus produktyvius veiksmus, o per ribas suteikia priimtiną alternatyvą daugeliui monotoniškų ir tokiu būdu nuovargių užduočių, kurios turi būti aptiktos pramonėje gausiai. Šiame kontekste robotas gali būti ekonomiškai efektyvus sprendimas daugeliui lankinio suvirinimo užduočių.

Paprasčiausiai robotas yra manipuliatorius, kurį galima užprogramuoti noru. Manipuliatorių valdo pavaros, pvz., Elektros varikliai, ir yra valdomos kompiuteriu. Daugumoje suvirinimo robotų yra penkios arba šešios ašys, kuriomis jos juda. Kai kurios iš šių ašių yra linijinės ir kitos sukasi.

Linijinių ir sukimosi ašių derinys leidžia robotui daugiau ar mažiau pritaikyti konkrečiai užduočiai ar užduočių spektrui. Roboto valdiklis turi atmintį, kurioje gali būti saugomos programos ir šios programos gali būti paleidžiamos. Tokiu būdu mokomosios programos gali būti užfiksuotos būsimam naudojimui. Kadangi robotai turi tokį lankstumą, jie skiriasi nuo fiksuotos automatikos, kuri skirta tik vienai užduočiai. 21.13 pav. Pavaizduoti pagrindiniai robotų suvirinimo sistemos elementai, naudojant šarnyrinį robotą.

Be abejo, robotai negali atlikti visų darbų, kuriuos šiuo metu daro žmonės, ir abejotina, ar jie kada nors bus. Jei egzotiškos medžiagos turi būti suvirintos arba kai prieiga yra labai ribota, kai iš anksto suvirinimo procesų tolerancija nėra pakankamai lengva arba kai komponentai negali būti tinkamai suveržiami suvirinimo metu, roboto naudojimo sritis sumažėja.

Nepaisant šių apribojimų, yra daugybė programų, kuriose roboto sistema įrodo savo vertę, nes suvirinimas vargu ar negali būti augimo sritis, nes operacija iš esmės yra darbui imli, dažnai pasikartojanti, o aplinkosaugos požiūriu nemalonus užsiėmimas, todėl reikalauja įgūdžių kuris gali būti lengvai perkeliamas į robotą Taip pat sutapimas, kad suvirinimas dažnai apima darbo manipuliatorių, prietaisą, kuris dėl savo judesių gali supaprastinti programą, kuri turi būti mokoma robotui ir gali būti lengvai suprantama. su jais susieta.

Taigi, efektyvus robotų suvirinimas yra ne tik teisingo sąsajos tarp valdymo elektronikos ir suvirinimo paketo klausimas, bet taip pat priklauso nuo tiksliai pagamintų, programuojamų ruošinių tvarkymo įrenginių, veikiančių labai siaurose juostose.

Suvirinimo robotų tipai:

Suvirinimo srityje robotai pirmą kartą buvo įdiegti suvirinimui vietoje automobilių pramonėje ir jie yra gerai įsitvirtinę šioje srityje. Tačiau šiuo metu akcentuojamas MIG suvirinimo robotų kūrimas. Neseniai netgi sukurti TIG suvirinimo robotai, nes TIG suvirinimas yra sudėtingas, lėtas ir todėl nuovargis darbas, kuriame suvirinimo degiklis turi būti laikomas tiksliai, o suvirintojas turi prisitaikyti prie intensyviai pulsuojančio volframo elektrodo lanko.

Jei jungtis reikalauja užpildo vielos, situacija yra dar blogesnė, nes kita ranka turi prijungti laidą teisingu kampu ir vienodai tiksliai. Kai ruošinys yra sudėtingos formos su keliais trumpais sujungimais įvairiais kampais, arba nesimetrinės vamzdžių jungties atveju, iki šiol nėra tinkamos įrangos. Kadangi TIG suvirinimas naudojamas tik tada, kai pirminė medžiaga yra specialus lydinys arba jei gamyboje turi būti suteiktas visas įsiskverbimas be jokių suvirinimo defektų, jis yra įprastas tik kai kurioms specialioms reikmėms.

Tačiau TIG suvirinimo robotai buvo sukurti pramoniniam naudojimui, nes jie naudojami gaminant kritines jungtis pramonėje, kuri apima orlaivių inžineriją, maisto mašinų gamybą, cheminių procesų pramonės inžineriją ir priešgaisrinę ranką bei tikslumo įrankių gamybą. suvirinimo pistoletas ir įdaro užpildo laidą į jungtį. 21.14 pav. Pateikiami pagrindiniai TIG suvirinimo sistemos elementai, naudojant infraraudonųjų spindulių skaitytuvą siūlės sekimui.

21.14 pav. TIG suvirinimo roboto sistema, naudojant infraraudonųjų spindulių skaitytuvą sukčiai stebėti

Naujausias suvirinimo roboto pramonės vystymasis yra roboto, kuris naudoja lazeriu pagrįstą lanko suvirinimo sistemą, įdiegimas, kai suvirintinos dalys turi didelių pažeidimų. Toks robotas gali jausti variacijas ir jas ištaisyti, nes žmonės tai padarys realiu laiku.

Efektyviam suvirinimo roboto naudojimui būtina laikytis nustatytų procedūrų, priešingu atveju gali atsirasti lankas, dėl kurio susidaro prastos kokybės suvirinimo siūlai, kaip nurodyta užsukimo ir užpildymo siūliuose atitinkamai 21.15 ir 21.16 pav. Be to, bloga procedūra gali apimti papildomą darbinio gabalo judėjimą, kaip parodyta 21.17 pav., Dėl to susidaro gamybos vėlavimas ir padidėja produkto kaina.

Atsargumo priemonės naudojant robotus :

Roboto naudojimas jokiu būdu nepanaikina esamų suvirinimo įrenginių saugos reikalavimų. Robotas neabejotinai padės, nes jo naudojimas leidžia žmonėms pašalinti pavojingas ar nesveikas situacijas. Tai ne tik pagerina darbo santykius, bet taip pat gali padidinti našumą, pašalindama poilsio pertraukas, kurios kai kuriais atvejais dažnai reikalingos pagal įstatymus.

Rizika, kad robotas įeina į aplinką, yra geriausiai suprantamas, jei robotas laikomas aklu, kurčiu ir kvailiu automatizavimu, kuris bus atsakas tik į signalus, kurie yra injekuoti tiesiai į smegenis. Tačiau robotai gali glaudžiai imituoti žmogaus įgūdžius, tačiau tai yra tik tuo atveju, jei aplinka išlieka pastovi.

Didžiausias roboto stiprumas yra tas, kad jis gali ignoruoti šilumą, šviesą, spinduliuotę ir tt Jo didžiausias silpnumas yra tai, kad mes neturime būdingos reakcijos, kurią mes, žmonės, turime į aplinką. Atsižvelgiant į šiuos faktus, reikėtų pripažinti, kad robotai ir žmonės gerai nesimaišo ir kad leidimai turi būti išduodami personalui, kuriam leidžiama susisiekti su robotų sistema.

Robotų sistemos yra sudėtingos kompiuterių elektronikos, mechaninių ir valdymo sistemų sąveikos. Jie gali sugadinti netikėtus būdus ir reikia imtis atsargumo priemonių, kad būtų apsaugoti aplinkiniai žmonės ir procesai. Tai vadinama nesėkminga. Visada turi būti nuostata dėl rankinio valdymo nepaprastosios padėties atveju.

Programos:

Robotai patenka į darbą, kuris gali būti pavojingas žmonėms, arba purvinas ar varginantis darbas, kur sunku išlaikyti efektyvumą. Be sąnaudų mažinimo padidėjus produktyvumui, kiti robotų privalumai yra nuoseklus tikslumas, minimalus medžiagų švaistymas, stabilizuoti darbo kaštai, nes nė vienas darbas nereiškia darbo užmokesčio, o galiausiai trūksta kvalifikuotų darbuotojų.

Teoriškai robotas gali būti naudojamas net ir vienkartiniam darbui, tačiau akivaizdu, kad yra laiko švaistymas, kad robotas būtų nuolat programuojamas, kai užduotis gali būti užbaigta tuo pačiu metu tradiciniais metodais. Tačiau, jei tai yra partijos gamyba ir partijos kartojimas su bet kuriuo reguliarumu, pvz., Kas savaitę ar kas mėnesį, ir jei įrenginiai gali būti tiksliai išdėstyti po to, kai jie naudojami pirmajam suvirinimui, tuomet roboto naudojimas gali būti paskirstytas daugeliui komponentų .

Kai partijos dydis tampa per didelis nei robotas, reikia iš naujo ištirti, ar fiksuota automatika gali būti ne geresnė. Esant tokioms aplinkybėms, robotai gali būti pateisinami, jei partija keičiasi kasmet, kad būtų galima riboti pakartotinių įrankių sąnaudas.

Suvirinimo dydis paprastai nesukelia jokių sunkumų tvarkant su sąlyga, kad gali būti išlaikyta prieiga. Kita vertus, suvirinamų medžiagų storis sukelia daug suvaržymų, pvz., Metalas tampa labai plonas, ty mažiau nei 1 mm, suvirinimas tampa vis kritiškesnis.

Suvirinimas turi būti labai greitai padengtas, kad būtų išvengta nudegimo “, o suvirinimo metu suvirinimas yra stipriai iškraipomas. Šios nepageidaujamos sąlygos netinka robotui, kuris iš esmės tikisi palyginti stabilaus suvirinimo sąlygų. Kai susiduriama su sunkumais, kartais įmanoma iš naujo suprojektuoti gaminį arba perplanuoti darbą, kad jis atitiktų robotą. Todėl suvirinimo roboto naudojimas taip pat gali paskatinti gaminio dizaino pokyčius, kad būtų lengviau patekti į sąnarius, o dėl geresnio suvirinimo paviršiaus gali būti nustatyta daugiau išorinių siūlių.

Roboto išlaidos :

Lankinio suvirinimo roboto sistemos kaina gali skirtis nuo Rs.25 lakh iki Rs.30 lakh. Tikimasi, kad roboto lankinio suvirinimo sistema suteiks eksploatacijos laiką nuo 10 iki 20 metų. Jei sistema senėja, tikėtina, kad ji bus pasenusi ir santykinai neveiksminga. Be to, nėra pagrįsta tikėtis, kad roboto tiekėjai neribotai laikys kiekvieno modelio robotų atsargas.

Kalbant apie produktyvumą, tikimasi, kad robotai padidės nuo 200 iki 300 proc., Palyginti su geriausiu rankiniu našumu.

Normaliomis sąlygomis robotas mokės už save per 2–3 metus. Techninės priežiūros išlaidos yra palyginti mažos ir vidutiniškai robotas veikia maždaug 500 valandų arba maždaug 3 mėnesių darbo laiko tarp gedimų.