تستخدم تقنية SWR+HyperFill من شركة Novarc Technologies تقنية اللحام بالقوس المعدني ثنائي الأسلاك من شركة Lincoln Electric لملء وختم لحامات الأنابيب.
لحام الأنابيب القصيرة عملية معقدة. يختلف قطر وسمك الجدران اختلافًا طفيفًا، وهذا ببساطة بسبب طبيعة هذه الأنابيب. هذا يجعل التركيب عملية توفيقية واللحام عملية تكيف. هذه العملية ليست سهلة الأتمتة، وقلة عدد لحامي الأنابيب المهرة أكثر من أي وقت مضى.
ترغب الشركة أيضًا في الحفاظ على لحامي الأنابيب المتميزين لديها. لن يرغب اللحامون الجيدون على الأرجح في اللحام لمدة ثماني ساعات متواصلة بقوة 1G بينما يكون الأنبوب في ظرف دوار. ربما اختبروا قوة 5G (أفقيًا، لا يمكن للأنابيب الدوران) أو حتى قوة 6G (أنابيب غير دوارة في وضع مائل)، ويأملون في الاستفادة من هذه المهارات. يتطلب لحام قوة 1G مهارة، لكن قد يجده الخبراء مملًا، وقد يستغرق وقتًا طويلاً جدًا.
مع ذلك، في السنوات الأخيرة، ظهرت خيارات أتمتة أكثر في مصانع تصنيع الأنابيب، بما في ذلك الروبوتات التعاونية. وقد أضافت شركة نوفارك تكنولوجيز في فانكوفر، كولومبيا البريطانية، التي أطلقت روبوت اللحام التعاوني بالبكرات (SWR) عام ٢٠١٦، تقنية اللحام بالقوس المعدني ثنائي الأسلاك HyperFill من شركة لينكولن إلكتريك إلى النظام.
يمنحك هذا عمود قوس أكبر للحام كميات كبيرة. يحتوي النظام على بكرات وأطراف تلامس خاصة، ما يتيح لك توصيل سلكين في نفس الأنبوب وبناء مخروط قوس أكبر، مما يسمح بلحام ضعف كمية المواد المترسبة تقريبًا.
"وبالتالي، قال سوروش كريم زاده، الرئيس التنفيذي لشركة نوفارك تكنولوجيز، التي كشفت عن تقنية SWR+Hyperfill في معرض FABTECH 2021: "لا يزال من الممكن الحصول على معدلات ترسيب مماثلة للأنابيب [الجدران] من 0.5 إلى 2 بوصة."
في الإعداد النموذجي، يُجهّز المُشغّل الروبوت التعاوني لإجراء تمريرة جذر أحادية السلك باستخدام شعلة واحدة، ثم يُزيل الشعل ويستبدله كالمعتاد بشعلة أخرى بإعداد GMAW ثنائي السلك، مما يزيد من مستوى التعبئة. الرواسب والممرات المسدودة. قال كريم زاده: "يساعد هذا على تقليل عدد التمريرات وتقليل الحرارة المُدخلة"، مُضيفًا أن التحكم في الحرارة يُحسّن جودة اللحام. "خلال اختباراتنا الداخلية، تمكنا من تحقيق نتائج عالية في اختبارات التأثير حتى في درجات حرارة تصل إلى -50 درجة فهرنهايت".
كما هو الحال مع أي ورشة عمل، تُعدّ بعض ورش الأنابيب مؤسسات متنوعة. قد نادرًا ما تعمل مع أنابيب ذات جدران ثقيلة، ولكنها مزودة بنظام تشغيل تلقائي في الزوايا تحسبًا لأي عمل من هذا القبيل. باستخدام الروبوت التعاوني، يمكن للمشغل استخدام نظام سلك واحد للأنابيب ذات الجدران الرقيقة، ثم التبديل إلى نظام شعلة مزدوج (سلك واحد لقناة الجذر وسلك مزدوج لـ GMAW لملء وإغلاق القنوات) عند معالجة الأنابيب ذات الجدران السميكة التي كانت مطلوبة سابقًا لنظام الأنابيب في نظام اللحام القوسي الفرعي.
يضيف كريم زاده أنه يمكن أيضًا استخدام نظام شعلة مزدوجة لزيادة المرونة. على سبيل المثال، يمكن لروبوت تعاوني ثنائي الشعلة لحام أنابيب الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ. بهذا النظام، سيستخدم المشغل شعلتين في تكوين سلك واحد. سيوفر أحد الشعلتين سلك حشو لأعمال الفولاذ الكربوني، بينما يوفر الآخر سلكًا لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. يقول كريم زاده: "في هذا التكوين، سيكون لدى المشغل نظام تغذية سلكي غير ملوث لشعلة ثانية مصممة للعمل مع الفولاذ المقاوم للصدأ".
وفقًا للتقارير، يُمكن للنظام إجراء تعديلات فورية أثناء عمليات تثبيت الجذر الحرجة. يوضح كريم زاده: "أثناء عملية تثبيت الجذر، وعند المرور عبر المسامير، تتسع الفجوة وتضيق حسب ملاءمة الأنبوب. وللتكيف مع ذلك، يُمكن للنظام اكتشاف أي التصاق وإجراء لحام تكيفي. أي أنه يُغيّر تلقائيًا معلمات اللحام والحركة لضمان امتزاج جيد لهذه المسامير. كما يُمكنه أيضًا قراءة كيفية تغير الفجوة وتغيير معلمات الحركة لضمان عدم حدوث أي خلل، مما يُؤدي إلى تثبيت الجذر بشكل صحيح."
يجمع نظام الروبوت التعاوني بين تتبع اللحام بالليزر وكاميرا تُمكّن اللحام من رؤية واضحة للسلك (أو السلك في نظام ثنائي الأسلاك) أثناء تدفق المعدن في الأخدود. لسنوات، استخدمت نوفارك بيانات اللحام لتطوير نظام "نوف آي"، وهو نظام رؤية آلية مُدار بالذكاء الاصطناعي، يُحسّن من استقلالية عملية اللحام. الهدف هو ألا يتحكم المشغل في عملية اللحام بشكل دائم، بل أن يكون قادرًا على التحرك لأداء مهام أخرى.
قارن كل هذا بتطبيق يتضمن تحضيرًا يدويًا لقناة الجذر، يليه تمرير سريع وتحضير يدوي ساخن للقناة باستخدام مطحنة لتنظيف سطح قنوات الجذر. بعد ذلك، ينتقل الأنبوب القصير أخيرًا إلى قناة الحشو والتغطية. ويضيف كريم زاده: "غالبًا ما يتطلب هذا نقل خط الأنابيب إلى موقع منفصل، مما يتطلب معالجة المزيد من المواد".
تخيل الآن نفس التطبيق مع أتمتة الروبوت التعاوني. باستخدام إعداد سلك واحد لكلٍّ من قنوات الجذر والقنوات المتداخلة، يقوم الروبوت التعاوني بلحام الجذر ثم يبدأ فورًا بملء القناة دون توقف لإعادة تسويتها. بالنسبة للأنابيب السميكة، يمكن للمحطة نفسها البدء بمصباح سلك واحد ثم التبديل إلى مصباح سلكين للتمريرات اللاحقة.
قد تُحدث هذه الأتمتة الروبوتية التعاونية نقلة نوعية في ورش تصنيع الأنابيب. يقضي اللحامون المحترفون معظم وقتهم في إجراء أصعب عمليات لحام الأنابيب التي لا يُمكن إجراؤها باستخدام ظرف دوار. سيقود المبتدئون روبوتات تعاونية إلى جانب المحترفين، ويشاهدون اللحامات ويتحكمون بها، ويتعلمون كيفية إجراء لحامات أنابيب عالية الجودة. مع مرور الوقت (وبعد التدريب في الوضع اليدوي 1G)، تعلموا كيفية التحكم بالمشعل، واجتازوا في النهاية اختبارات 5G و6G ليصبحوا لحامين محترفين.
اليوم، قد يشرع مبتدئ يعمل مع روبوت تعاوني في مسار مهني جديد كلحام أنابيب، لكن الابتكار لا يقلل من فعاليته. إضافةً إلى ذلك، تحتاج الصناعة إلى لحامي أنابيب ماهرين، وخاصةً إلى طرق لتحسين إنتاجيتهم. ومن المرجح أن تلعب أتمتة لحام الأنابيب، بما في ذلك الروبوتات التعاونية، دورًا متزايدًا في المستقبل.
تيم هيستون، رئيس تحرير مجلة "ذا فابريكاتور"، يعمل في مجال تصنيع المعادن منذ عام ١٩٩٨، حيث بدأ مسيرته المهنية مع مجلة اللحام التابعة لجمعية اللحام الأمريكية. ومنذ ذلك الحين، غطت المجلة جميع عمليات تصنيع المعادن، من الختم والثني والقطع إلى الطحن والتلميع. انضم إلى "ذا فابريكاتور" في أكتوبر ٢٠٠٧.
فابريكاتور هي المجلة الرائدة في أمريكا الشمالية في مجال تصنيع وتشكيل الفولاذ. تنشر المجلة أخبارًا ومقالات تقنية وقصص نجاح تُمكّن المصنّعين من أداء أعمالهم بكفاءة أكبر. تعمل فابريكاتور في هذا المجال منذ عام ١٩٧٠.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The FABRICATOR، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.
أصبحت النسخة الرقمية من مجلة The Tube & Pipe Journal متاحة الآن بشكل كامل، مما يوفر سهولة الوصول إلى الموارد الصناعية القيمة.
احصل على وصول رقمي كامل إلى مجلة STAMPING Journal، التي تضم أحدث التقنيات وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن، مع إمكانية الوصول الرقمي الكامل إلى The Fabricator en Español، يمكنك الوصول بسهولة إلى موارد الصناعة القيمة.