Sterownik zgrzewania PRC7000 firmy Bosch Rexroth zwiększa produktywność procesów spawalniczych w sektorze motoryzacyjnym

• W produkcji pojazdów coraz częściej wykorzystywane są kombinacje materiałów
• Sterownik zgrzewania PRC7000 firmy Bosch Rexroth szybko dostosowuje się do różnych grubości blach i mieszanek materiałów.
• Nowa funkcja umożliwia łączenie materiałów, które w przeszłości nie mogły być niezawodnie zgrzewane

Trendem w sektorze motoryzacyjnym jest produkcja coraz lżejszych i bezpieczniejszych pojazdów. Z czego to wynika? Otóż im mniejszy ciężar trzeba przenieść, tym mniejsze jest zapotrzebowanie na energię, ale redukcja ciężaru nie może się odbywać kosztem bezpieczeństwa. Równocześnie projekty i formy stają się coraz bardziej złożone. Aby spełnić obecne oczekiwania dotyczące zmniejszenia masy pojazdu przy jednoczesnym zwiększeniu jego efektywności energetycznej i bezpieczeństwa zderzeniowego oraz udoskonaleniu projektu, coraz częściej stosuje się kombinacje materiałów. Wiążą się z tym zupełnie nowe wymogi w zakresie zgrzewania punktowego. W odpowiedzi na to zapotrzebowanie firma Bosch Rexroth oferuje sterownik zgrzewania PRC7000, który szybko dostosowuje się do różnych mieszanek materiałów i umożliwia tworzenie nierozerwalnych spoin.

Obniżenie emisji CO2 i zużycia paliwa jest dziś kluczowym celem w sektorze motoryzacyjnym. Jednym ze sposobów osiągnięcia tego celu jest zmniejszenie masy pojazdów. W związku z tym stosuje się coraz lżejsze materiały, takie jak aluminium, magnez czy tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami. Lekka konstrukcja staje się coraz ważniejsza również w przypadku pojazdów elektrycznych, ponieważ zmniejszenie masy zwiększa zasięg i umożliwia stosowanie mniejszych akumulatorów.

Cel: precyzyjne zgrzewanie punktowe różnych materiałów i grubości

„320 części oraz 80 różnych rodzajów blach i powłok o różnych grubościach - to daje około 500 kombinacji materiałów i grubości zgrzewanych razem przy zastosowaniu 5000 punktów zgrzewania. Tak jest dziś wykonane typowe nadwozie w kolorze białym. Stopień złożoności cały czas rośnie” – wyjaśnia Timm Bartmann, dyrektor ds. sprzedaży i zarządzania produktami w dziale spawania procesowego w firmie Bosch Rexroth. „W procesie produkcji łączone są różne metale, tworzywa sztuczne lub materiały kompozytowe. Zastosowanie nowych kombinacji materiałów umożliwia zmniejszenie masy pojazdów, doskonalenie projektów i tworzenie innowacyjnych produktów. Oznacza to jednak, że zgrzewanie punktowe oporowe musi być wykonywane zgodnie z bardzo wysokimi standardami".

Szczególnie wysokie wymagania dotyczą zgrzewania ze sobą różnych materiałów, ponieważ każdy z nich ma inne właściwości spawalnicze. Przykładem są części karoserii wykonane z aluminium, coraz częściej stosowane w nowoczesnych samochodach. Są one lżejsze niż stal, ale także trudniejsze do spawania. W tym przypadku uzyskanie bezpiecznych i stabilnych spoin wymaga specjalnych technik i know-how.

„Wraz z pojawieniem się nowych, lekkich projektów, w ostatnich latach w konstrukcji pojazdów wykorzystuje się coraz więcej wysokowytrzymałych materiałów stalowych z powłokami antykorozyjnymi. Dzięki zastosowaniu stali o dużej wytrzymałości, komponenty mogą być projektowane z cieńszymi ściankami przy zachowaniu tych samych właściwości mechanicznych. Materiały te są jednak zwykle bardziej podatne na pękanie podczas oporowego zgrzewania punktowego” – wyjaśnia Timm Bartmann.

Kolejnym wyzwaniem – ze względu na ekstremalne właściwości fizyczne – jest łączenie aluminium i stali metodą oporowego zgrzewania punktowego. Stal ma dużą rezystancję elektryczną, podczas gdy aluminium – małą.  Sterownik zgrzewania PRC7000 firmy Bosch Rexroth radzi sobie z obiema tymi skrajnościami. Transformatory mogą precyzyjnie przekonwertować jego moc wyjściową, aby dostosować ją od razu do danego zadania spawalniczego.

Rozwiązanie: perfekcyjne łączenie materiałów dzięki sterownikom zgrzewania nowej generacji

Sterownik zgrzewania PRC7000 sprawia, że można z łatwością spawać blachy o różnej grubości i z różnych materiałów – od stali po aluminium.  Wykorzystuje on w tym celu sterowniki adaptacyjne i oferuje elastyczne możliwości programowania.  Sprawia również, że doskonałe spoiny punktowe są odtwarzalne.

Po raz pierwszy w historii wiodący producent samochodów zastosował zgrzewanie punktowe oporowe, aby przymocować dużą liczbę aluminiowych części do podwozia nowego pojazdu. W tym przypadku korpus jest wykonany z aluminium i ma około 2000 punktów zgrzewania z różnymi kombinacjami blach aluminiowych.

„Ze względu na wiele nowych kombinacji materiałów, okna procesów stają się coraz mniejsze i – pomimo ukierunkowanej parametryzacji konkretnych zadań spawalniczych – konwencjonalne systemy zgrzewania oporowego pozwalają uzyskać takie spoiny tylko w ograniczonym zakresie. Przy zastosowaniu sterownika PRC7000 można osiągnąć spoiny nierozerwalne” – powiedział Timm Bartmann. „Dzięki zintegrowanej funkcji adaptacyjnej regulacji pozycji (Adaptive Position Regulation), PRC7000 zapewnia niespotykaną dotąd jakość spoin.  Teraz można zgrzewać nawet te materiały, których w przeszłości nie dało się łączyć w sposób niezawodny”.