Технология SWR+HyperFill от Novarc Technologies использует двухпроводную дуговую сварку металлов от Lincoln Electric для заполнения и герметизации сварных швов труб.
Сварка коротких труб — сложный процесс. Диаметр и толщина стенок немного различаются, такова специфика работы. Это делает подгонку компромиссным решением, а сварку — приспособлением. Автоматизировать этот процесс непросто, и квалифицированных сварщиков труб стало меньше, чем когда-либо.
Компания также хочет сохранить своих высококвалифицированных сварщиков труб. Хорошие сварщики, вероятно, не захотят сваривать 8 часов подряд при перегрузке 1G, пока труба находится во вращающемся патроне. Возможно, они уже освоили перегрузку 5G (горизонтальная, трубы не вращаются) или даже 6G (невращающиеся трубы в наклонном положении) и надеются использовать эти навыки. Пайка при перегрузке 1G требует навыков, но опытные сварщики могут счесть её монотонной. Кроме того, она может занять очень много времени.
Однако в последние годы на заводах по производству труб появилось больше вариантов автоматизации, включая коллаборативных роботов. Компания Novarc Technologies из Ванкувера, Британская Колумбия, которая в 2016 году запустила коллаборативного сварочного робота Spool Welding Robot (SWR), добавила в систему технологию двухпроводной дуговой сварки (GMAW) HyperFill от Lincoln Electric.
«Это позволяет получить более широкую дуговую колонну для сварки больших объемов материала. Система оснащена роликами и специальными контактными наконечниками, что позволяет использовать две проволоки в одном канале и создавать более широкий конус дуги, что дает возможность сваривать почти вдвое больше материала».
«Так считает Соруш Каримзаде, генеральный директор компании Novarc Technologies, представившей технологию SWR+Hyperfill на выставке FABTECH 2021. Сопоставимые показатели осаждения по-прежнему можно получить для труб [стенок] толщиной от 0,5 до 2 дюймов».
В типичной конфигурации оператор настраивает кобота для выполнения корневого прохода одной проволокой с использованием одной горелки, затем, как обычно, снимает и заменяет горелку другой горелкой с настройкой GMAW на две проволоки, увеличивая при этом заполнение, образование отложений и засоров. «Это помогает сократить количество проходов и уменьшить тепловое воздействие», — сказал Каримзаде, добавив, что контроль температуры способствует улучшению качества сварки. «В ходе наших внутренних испытаний нам удалось добиться высоких результатов испытаний на ударную вязкость при температуре до -50 градусов по Фаренгейту».
Как и в любой мастерской, некоторые трубопрокатные цеха являются многопрофильными предприятиями. Они могут редко работать с толстостенными трубами, но у них есть резервный набор оборудования на случай, если такая работа потребуется. С помощью кобота оператор может использовать однопроволочную установку для тонкостенных труб, а затем переключиться на двухпроволочную установку (одна проволока для корневых каналов и двухпроволочная GMAW для пломбирования и закрытия каналов) при обработке толстостенных труб, что ранее требовалось для трубопроводной системы при дуговой сварке.
Каримзаде добавляет, что двухгорелочная установка также может использоваться для повышения гибкости. Например, двухгорелочный коллаборативный робот может сваривать трубы как из углеродистой, так и из нержавеющей стали. При такой конфигурации оператор будет использовать две горелки в однопроволочной конфигурации. Одна горелка будет подавать присадочную проволоку для сварки углеродистой стали, а другая — для сварки труб из нержавеющей стали. «В этой конфигурации оператор будет иметь незагрязняемую систему подачи проволоки для второй горелки, предназначенной для работы с нержавеющей сталью», — говорит Каримзаде.
Согласно сообщениям, система может вносить корректировки на ходу во время критически важных проходов по корневому шву. «Во время прохода по корневому шву, когда выполняется прихватка, зазор расширяется и сужается в зависимости от прилегания трубы», — объясняет Каримзаде. «Чтобы компенсировать это, система может обнаруживать залипание и выполнять адаптивную сварку. То есть она автоматически изменяет параметры сварки и движения, чтобы обеспечить правильное сглаживание прихваток. Она также может считывать, как изменяется зазор, и изменять параметры движения, чтобы избежать пробоя и выполнить правильный проход по корневому шву».
Система коллаборативного робота сочетает в себе лазерное отслеживание шва с камерой, которая обеспечивает сварщику четкое изображение проволоки (или проволоки в двухпроводной конфигурации) по мере того, как металл поступает в канавку. В течение многих лет компания Novarc использовала данные о сварке для создания NovEye, системы машинного зрения на основе искусственного интеллекта, которая делает процесс сварки более автономным. Цель состоит в том, чтобы оператор не постоянно контролировал процесс сварки, а мог отвлечься для выполнения других задач.
Сравните все это с процедурой, включающей ручную обработку корневых каналов, за которой следует быстрая обработка и ручная обработка каналов горячим воздухом с помощью шлифовальной машины для очистки поверхности корневых каналов. После этого короткая трубка, наконец, перемещается в канал для пломбирования и покрытия. «Это часто требует перемещения трубопровода на отдельное место, — добавляет Каримзаде, — поэтому необходимо обрабатывать больше материала».
Теперь представьте то же самое приложение с автоматизацией с помощью кобота. Используя однопроволочную схему для корневых каналов и каналов для наложения покрытий, кобот сваривает корень, а затем немедленно начинает пломбирование канала, не останавливаясь для повторной обработки корня. Для толстых труб та же станция может начать с однопроволочной горелки и переключиться на двухпроволочную горелку для последующих проходов.
Эта совместная роботизированная автоматизация может кардинально изменить ситуацию в цехе по сварке труб. Профессиональные сварщики большую часть времени тратят на выполнение самых сложных сварных швов труб, которые невозможно сделать с помощью вращающегося патрона. Новички будут управлять роботами-коботами вместе с опытными сварщиками, наблюдать за процессом сварки и контролировать его, а также учиться делать качественные сварные швы труб. Со временем (и после практики в ручном режиме 1G) они научатся управлять горелкой и в конечном итоге сдадут экзамены 5G и 6G, став профессиональными сварщиками.
Сегодня новичок, работающий с коллаборативным роботом, может начинать новую карьеру сварщика труб, но инновации не делают его работу менее эффективной. Кроме того, отрасли нужны квалифицированные сварщики труб, особенно в плане повышения производительности труда. Автоматизация сварки труб, включая коллаборативных роботов, вероятно, будет играть все более важную роль в будущем.
Тим Хестон, старший редактор журнала The FABRICATOR, работает в металлообрабатывающей промышленности с 1998 года, начав свою карьеру в журнале Welding Magazine Американского сварочного общества. С тех пор журнал освещал все процессы металлообработки, от штамповки, гибки и резки до шлифовки и полировки. Он присоединился к The FABRICATOR в октябре 2007 года.
FABRICATOR — ведущий североамериканский журнал по металлообработке и формовке. Журнал публикует новости, технические статьи и истории успеха, которые помогают производителям выполнять свою работу более эффективно. FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The FABRICATOR, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровая версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный цифровой доступ к журналу STAMPING Journal, в котором представлены новейшие технологии, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металла.
Теперь, благодаря полному цифровому доступу к The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.