Spawanie ram rowerowych ze stopów aluminium innowacyjną metodą Super Active Wire Process

Idea systemu TAWERS (The Arc Welding Robot Systems) do spawania metodami MIG, MAG, TIG powstała w firmie Panasonic w 2004 roku i jest z roku na rok udoskonalana. Innowacyjność systemu polega na połączeniu sterownika robota ze sterownikiem źródła prądu spawania oraz monitorowania procesu spawania (Fusion 3 in 1). Jest to jedyne w świecie rozwiązanie, gdzie nie ma klasycznego źródła prądu. Zostało ono zastąpione przez źródło prądu zintegrowane ze sterownikiem robota. Bezpośrednie połączenie sterowników zwiększa ponad 150-krotnie prędkość komunikacji między nimi. W najnowocześniejszych systemach cyfrowych komunikacja zwrotna następuje w ciągu kilkunastu milisekund, a w systemie TAWERS wymiana informacji odbywa się co 10 mikrosekund. Tak szybka wymiana danych pozwala do perfekcji zarządzać głównymi parametrami spawania MIG/MAG/TIG, tj. napięciem łuku i natężeniem prądu oraz utrzymywać je na praktycznie stałym poziomie. Do spawania ram rowerowych ze stopów aluminium wybrano z bogatej gamy trzy odmiany (funkcje i metody MIG):

TAWERS MIG Z FUNKCJĄ SPIRAL WEAVING

Pełna kontrola wartości prądu przy oscylacjach spiralnych w każdej połówce elipsy daje możliwość łączenia ze sobą elementów o różnej grubości ścianek (przy przejściu z elementu grubszego na cieńszy następuje automatyczne obniżenie parametrów spawania a odwrotnie zwiększenie parametrów spawania) przy jednocześnie estetycznym wyglądzie spoiny i bardzo dobrym wtopieniu. Funkcja Spiral Weaving znajduje zastosowanie przy spawaniu aluminium metodą MIG, dając wygląd łuski jak podczas spawania metodą TIG.

TAWERS MIG – SUPER ACTIVE WIRE PROCESS (SAWP)

Metoda TAWERS SAWP umożliwia stabilne jarzenie łuku do 350 A. Na system TAWERS – Super Active Wire Process przedstawiony na rysunku 1 składają się: standardowy system TAWERS MIG, uchwyt spawalniczy Servo Pull z aktywnym podawaniem drutu, jednostka Wire Boster oraz oprogramowanie Super Active Wire. TAWERS – SAWP umożliwia spawanie stali drutem litym oraz drutem proszkowym o średnicy 0,8÷1,2 mm prądem do 350 A w cyklu P60%. Najlepsze rezultaty uzyskuje się w zakresie prądowym do 200 A. Ideą układu jest uchwyt spawalniczy Servo Pull, który powtarza z dużą częstotliwością ruch (do 150 cykli na sekundę) wysuwania i cofania drutu, zapewniając stały krótki cykl łuku spawalniczego, co ogranicza ilość odprysków. Bardzo istotną częścią całego systemu jest urządzenie Wire Booster do wspomagania podawania drutu. Urządzenie jest montowane bezpośrednio na beczce z drutem lub na kasecie szpuli z drutem, gdzie prowadnik spiralny doprowadza płynnie drut do uchwytu spawalniczego. Dzięki TAWERS – SAWP występuje nie tylko mniej odprysków, ale powstające odpryski są drobniejsze o mniejszej objętości, co zapobiega ich przyklejaniu się do spawanych elementów. Aktywne podawanie drutu zmniejsza także odkształcenia i naprężenia spawalnicze.

 

Rys. 1 Super Active Wire Process – elementy składowe

TAWERS MIG Z FUNKCJĄ PULSE STITCH

Działanie funkcji Pulse Stitch polega na tym że w trakcie wykonywania spoiny łuk co odstęp czasu jest zajarzany i wygaszany. Przykładowo w czasie jednego skoku łuk jarzy się przez 340 ms, a wygasza się na 140 ms. Dzięki temu można uzyskać efekt "rybiej łuski". Jednymi z największych zalet zastosowania tej funkcji jest mniejsza ilość odprysków i możliwość spawania cienkich elementów z aluminium i jego stopów bez przepalenia.

SPAWANIE RAM METODĄ TAWERS MIG

Do spawania ram rowerowych ze stopów aluminium wybrano trzy odmiany (funkcje) metody TAWERS MIG (rys. 2.):

a) Złącza nakładkowe pachwinowe o różnych grubościach ścianki wykonano z wykorzystaniem funkcji Spiral Weaving;

b) Złącza teowe pachwinowe wykonano z wykorzystaniem funkcji Pulse Stitch;

c) Złącza doczołowe wykonano metodą Super Active Wire Process (SAWP).

 

Rys. 2 Metody MIG i jej odmiany wybrane do procesu spawania ram rowerowych ze stopów aluminium oraz zdjęcie pospawanego detalu

STANOWISKO ZROBOTYZOWANE

Technika Spawalnicza wdrożyła w firmie AG-Motors sześć takich samych stanowisk zrobotyzowanych. Mają one dodatkowo dotykowe panele HMI umożliwiające wybieranie programów roboczych oraz monitorowanie stanu pracy urządzenia.

WNIOSKI I PODSUMOWANIE

Zastosowanie innowacyjnych funkcji i metody TAWERS MIG – Super Active Wire, Spiral Weaving, Pulse Stitch umożliwiają spawanie ram rowerowych ze stopów aluminium w jakości zbliżonej do metody TIG, co potwierdzają badania makroskopowe i testy zmęczeniowe.

Zastąpienie powszechnie stosowanej w świecie metody TIG metodą MIG ze specjalnym systemem TAWERS trzykrotnie zwiększa wydajność spawania ram rowerowych ze stopów aluminium. Dodatkowo wysoka wydajność spawania daje szansę na ograniczanie importu tanich rowerów z Chin.

Mirosław Nowak,
Daniel Wiśniewski, Karol Jędrzejak

Technika Spawalnicza Poznań
ul. Kolejowa 191, 62-052 Komorniki
zarzad@techspaw.com.pl, www.techspaw.com.pl