Lázertechnológia

Egy hegesztőrobot két fő részből áll: magából a robotból és a hegesztőberendezésből. A hegesztőrobotok alkalmazása nemcsak stabilizálja és javítja a hegesztés minőségét, valamint növeli a termelési hatékonyságot, hanem csökkenti a hegesztők szakmai követelményeit is, ezzel rövidítve a termékfrissítések előkészítési ciklusát és csökkentve a kapcsolódó berendezésbefektetéseket.

Hegesztőrobotok követelményei a hegesztődróthoz

A robotok szükség szerint akár dobos, akár tekercses hegesztődrótot is használhatnak. A drótcserék gyakoriságának csökkentése érdekében ajánlott a dobos hegesztődrót használata. Azonban a hosszú drótbetápláló cső miatt a ellenállás magas, ezért a drótnak magasabb minőségű merevséggel és egyéb tulajdonságokkal kell rendelkeznie. Amikor kissé alacsonyabb minőségű rézbevonatú hegesztődrótot használnak, a drót felületén lévő rézbevonat súrlódás következtében lekophat, ami csökkenti az irányítócső belső térfogatát. Ez növeli az ellenállást a nagysebességű drótbetáplálás során, ami miatt a drót nem táplálódik egyenletesen, rezgés lép fel, az ív instabil lesz, és a hegesztés minősége romlik. Súlyos esetben elakadás is bekövetkezhet, amely a robot leállását eredményezi. Ezért az irányítócsövet rendszeresen tisztítani kell.

Hegesztőrobotoknál fellépő hegesztési hibák elemzése és kezelési módszerei

A robotos hegesztés argon-dúsított kevert gázzal védett hegesztést alkalmaz. Gyakori hegesztési hibák a hegesztési varrat eltolódása, a beégetés és a pórusosság. A részletes elemzések a következők:

(1) A hegesztési elmozdulás oka lehet a helytelen hegesztési pozíció vagy a hegesztőpisztoly helyzetének problémája. Ebben az esetben ellenőrizze a TCP (hegesztőpisztoly középpontjának pozíciója) pontosságát, és szükség szerint állítsa be. Ha ez gyakran fordul elő, ellenőrizze minden robottengely nullapozícióját, és végezzen újra kalibrálást.

(2) A bevágás a kialakított hegesztési varrat alapanyagának szélén csatornaszerű mélyedéseket jelent, amelyek gyakran a fedővarrat mindkét oldalán jelennek meg. Fő okai a túl nagy hegesztési sebesség, a túl nagy lengésamplitúdó, az oldalakon való tartási idő hiánya vagy a túl nagy hegesztőáram. A kezelési módszerek közé tartozik a hegesztési sebesség megfelelő csökkentése, a lengésamplitúdó csökkentése, az oldalakon való tartási idő növelése, valamint a 5–10°-os előre döntött szögű tolóhegesztési módszer alkalmazása. A hegesztési anyag és az alapanyag közötti hiányzó összeolvadás, illetve a hiányzó átforrasztás súlyos belső hibák, amelyeket általában a túl alacsony hegesztőáram, a túl nagy hegesztési sebesség, a túl nagy élkészítési szög, a hegesztőpisztoly központjának eltolódása vagy a rétegek közötti tisztítás hiánya okoz. Ezek kiküszöbölésére a hegesztőáramot növelni, a hegesztési sebességet csökkenteni, valamint a lengésamplitúdót növelni kell annak érdekében, hogy biztosítsuk a vágat mindkét oldalának lefedettségét. Emellett erősíteni kell a rétegek közötti tisztítást. Vastag lemezek többrétegű, többmenetes hegesztése esetén különös figyelmet kell fordítani a vágat mindkét oldalán lévő összeolvadásra, valamint a rétegek közötti illesztési felületeken lévő összeolvadásra.

(3) A pórusosság fellép. A pórusosság főként a védőgázzal kapcsolatos, ideértve a megfelelőtlen gáramáramlás-sebességet, elégtelen gáztisztaságot, a fúvóka eltömődését, a gázvezeték szivárgását, valamint az alkatrész felületén lévő olaj- vagy rozsdafoltokat vagy a hegesztődrót nedvességtartalmát. Ennek kezelésére a gázparamétereket 15–25 L/perc értékre kell optimalizálni, ellenőrizni kell a gázrendszert, tisztítani a fúvókákat, és javítani a munkakörnyezeten annak érdekében, hogy a szélsebesség 2 m/s alatt maradjon. Az alkatrész felületét alaposan tisztítani kell a hegesztés előtt. A túlzott szikrázás általában a hegesztési paraméterek nem megfelelő összeilléséből, túlzottan hosszú kinyúlásból vagy alacsony minőségű hegesztődrót használatából ered. Ez javítható a feszültség és az áramerősség megfelelő összeigazításával, a kinyúlás hosszának 10–15 mm-re történő szabályozásával, rézmentes vagy magas minőségű rézbevonatos hegesztődrót alkalmazásával, valamint Ar+CO₂ elegy használatával.

(4) A túlzott szikrázás oka lehet a hegesztési paraméterek helytelen kiválasztása, a védőgáz összetételének problémája vagy a hegesztődrót túlzottan hosszú kinyúlása. A teljesítménykimenet beállításával módosíthatók a hegesztési paraméterek, a gázelegy arányának beállításával korrigálhatók a kevert gázok arányai, és a hegesztőpisztoly és a munkadarab relatív helyzetének módosítása is segíthet.

(5) Az ívkráter a hegesztés végén, a lehűlés után alakul ki. A programozás során a kráterkitöltő funkció bekapcsolásával ez a kráter kitölthető.

Gyakori hegesztőrobot-hibák és megoldásaik

(1) Pisztolysütközés. Ennek oka lehet a munkadarab összeszerelésének eltérése vagy a hegesztőpisztoly TCP-jének pontatlan beállítása. Ellenőrizze az összeszerelést, illetve igazítsa a hegesztőpisztoly TCP-jét.

(2) Ívhibás működés, az ív nem gyullad meg. Ennek oka lehet, hogy a hegesztődrót nem érintkezik a munkadarabbal, vagy a folyamatparaméterek túl alacsonyak. Kézzel táplálja a drótot, állítsa be a hegesztőpisztoly és a hegesztési varrat közötti távolságot, illetve megfelelően módosítsa a folyamatparamétereket.

(3) Védőgáz-figyelési riasztás. Ez hibát jelez a hűtővíz- vagy védőgázellátásban. Ellenőrizze a hűtővíz- vagy védőgázcsoportokat.

Hogyan biztosítsuk a munkadarab minőségét

Mint tanítási és reprodukálási robot, a szerelési minőségnek és a munkadarab pontosságának egyenletesnek kell lennie.

A hegesztőrobotok alkalmazása szigorú ellenőrzést igényel a alkatrészek előkészítésének minőségével kapcsolatban, valamint a szerelési pontosság javítását. Az alkatrészek felületminősége, a lekerekítés méretei és a szerelési pontosság hatással van a hegesztés követési teljesítményére. A következő szempontok segítségével javítható az alkatrészek előkészítésének minősége és a hegesztési szerelés pontossága:

(1) Hegesztőrobotokhoz kifejlesztett hegesztési folyamatok létrehozása, szigorú folyamatspecifikációkkal a alkatrészek méreteire, hegesztési ferdeségekre és összeszerelési méretekre vonatkozóan. Általában az alkatrész- és ferdeség-méretek tűréshatárait ±0,8 mm-en belül, az összeszerelési méret-hibákat pedig ±1,5 mm-en belül kell tartani. Ez jelentősen csökkentheti a pórusosság és a bevágás (undercut) mint hegesztési hibák előfordulásának valószínűségét.

(2) Nagy pontosságú összeszerelési rögzítők használata a hegesztett alkatrészek összeszerelési pontosságának javítására.

(3) A hegesztéseket alaposan tisztítani kell, olaj-, rozsdamentesen, hegesztési salak-, vágási salak- és egyéb szennyeződésmentesen. Hegeszthető alapozó használata megengedett. Ellenkező esetben a ívgyújtás sikerességi aránya csökken. Az ideiglenes hegesztést (tack welding) elektrodás hegesztésről gázvédett hegesztésre kell átállítani. Egyidejűleg az ideiglenes hegesztési területet meg kell szabadítani a maradék salaktól vagy pórusosságtól, hogy elkerüljük az ív instabilitását és akár a szikrázást is.

Programozási technikák összefoglalása

(1) Válasszon egy megfelelő hegesztési sorrendet. A hegesztési sorrendet úgy kell meghatározni, hogy minimalizálja a hegesztési torzulást és a hegesztőpisztoly mozgási útvonalának hosszát.

(2) A hegesztőpisztoly térbeli átmenete rövid, sima és biztonságos mozgáspályát igényel.

(3) Optimalizálja a hegesztési paramétereket. A legjobb hegesztési paraméterek eléréséhez készítsen próbadarabokat hegesztési tesztekhez és folyamatértékeléshez.

(4) A pozícionáló megfelelő helyzete, az hegesztőpisztoly testtartása és a hegesztőpisztoly helyzete a varratkapcsolathoz képest. Miután a munkadarabot rögzítették a pozícionálón, ha a hegesztési varrat nem ideális helyzetben és szögben van, a pozícionálót a programozás során folyamatosan ki kell igazítani annak érdekében, hogy a hegesztési varrat sorrendben vízszintes helyzetbe kerüljön. Egyidejűleg minden robottengely pozícióját folyamatosan ki kell igazítani, hogy megfelelően meghatározzuk a hegesztőpisztoly pozícióját, szögét és a huzal kinyúlásának hosszát a varratkapcsolathoz képest. Miután a munkadarab helyzete meghatározásra került, a hegesztőpisztoly helyzete a varratkapcsolathoz képest nehezen határozható meg a programozó számára vizuálisan. Ez azt követeli meg a programozóktól, hogy jártasságot szerezzenek és tapasztalatot gyűjtsenek.

(5) A hegesztőállvány tisztítási programjának időben történő beillesztése. Miután egy meghatározott hosszúságú hegesztési programot írtunk, azonnal be kell illeszteni a hegesztőállvány tisztítási programját. Ez megakadályozza, hogy a hegesztési szikrák eltömítsék a hegesztőfúvókát és a kontaktcöppent, biztosítva a hegesztőállvány tisztaságát, meghosszabbítva a fúvóka élettartamát, megbízható ívgyújtást és csökkentve a hegesztési szikrákat.

(6) A programozás általában nem végezhető el egyetlen lépésben. A robotos hegesztés során folyamatos tesztelésre és módosításra van szükség, a hegesztési paraméterek és a hegesztőállvány helyzete stb. finomhangolásával, hogy jó minőségű programot hozzunk létre.

Üzemeltetési költségek és menedzsmentelemzés

Hasonló teljesítményű és hatékonyságú kenőolajok olcsóbban helyettesíthetők. A hegesztési folyamat során végzett erősített karbantartás meghosszabbítja a fogyó alkatrészek – például a fúvókák és a kontaktcöppentek – élettartamát. Továbbá a robotrendszer megelőző karbantartása hatékonyan javítja az alkatrészek élettartamát.

A robotok maximális hatékonyságának eléréséhez nagyon jó képzettségű vezetők, műszaki szakemberek és üzemeltetők szükségesek. Egy vállalat hegesztőrobot-működtetésének sikerét nagy mértékben meghatározza a munkaerő; ezért stabil munkaerő-állomány alapvető fontosságú.