SWR+HyperFill från Novarc Technologies använder Lincoln Electrics tvåtrådsteknik för metallbågsvetsning för att fylla och täta rörsvetsar.
Att svetsa korta rör är en komplex process. Väggarnas diameter och tjocklek är något annorlunda, det ligger helt enkelt i odjurets natur. Detta gör montering till en kompromiss och svetsning till en anpassningshandling. Denna process är inte lätt att automatisera, och det finns färre bra rörsvetsare än någonsin tidigare.
Företaget vill också behålla sina utmärkta rörsvetsare. Bra svetsare vill förmodligen inte svetsa 8 timmar i sträck med 1G medan röret sitter i en roterande chuck. Kanske har de testat 5G (horisontellt, rören kan inte rotera) eller till och med 6G (icke-roterande rör i lutande läge), och de hoppas kunna använda dessa färdigheter. Att löda 1G kräver skicklighet, men erfarna personer kan tycka att det är monotont. Det kan också ta mycket lång tid.
Under senare år har dock fler automatiseringsalternativ dykt upp i rörtillverkningsanläggningen, inklusive kollaborativa robotar. Novarc Technologies i Vancouver, British Columbia, som lanserade den kollaborativa Spool Welding Robot (SWR) 2016, har lagt till Lincoln Electrics HyperFill-teknik för dubbeltrådsmetallbågsvetsning (GMAW) i systemet.
”Detta ger dig en större bågpelare för svetsning med hög volym. Systemet har rullar och speciella kontaktmunstycken så att du kan ha två trådar som löper i samma rör och bygga en större bågkon som gör att du kan svetsa nästan dubbelt så mycket avsatt material.”
Så, sa Soroush Karimzade, VD för Novarc Technologies, som presenterade SWR+Hyperfill-tekniken på FABTECH 2021. Jämförbara avsättningshastigheter kan fortfarande erhållas för rör [väggar] från 0,5 till 2 tum.
I en typisk uppställning ställer operatören in coboten för att utföra en rotsvetsning med en tråd med en brännare, och tar sedan bort och ersätter brännaren som vanligt med en annan brännare med en 2-tråds GMAW-inställning, vilket ökar fyllnadsgraden. Avlagringar och blockerade passager. "Detta bidrar till att minska antalet svetsningar och minska värmetillförseln", sa Karimzadeh och tillade att värmekontroll bidrar till att förbättra svetskvaliteten. "Under våra interna tester kunde vi uppnå höga slagtester ner till -50 grader Fahrenheit."
Precis som alla verkstäder är vissa rörverkstäder diversifierade företag. De arbetar sällan med tjockväggiga rör, men de har ett vilosystem i hörnen ifall sådant arbete skulle inträffa. Med coboten kan operatören använda en enda tråduppsättning för tunnväggiga rör och sedan växla till en dubbelbrännaruppsättning (en tråd för rotkanalen och dubbeltråd för att fylla och stänga kanalerna) vid bearbetning av tjockväggiga rör som tidigare krävdes för rörsystemet i subbågsvetsning.
Karimzadeh tillägger att en dubbelbrännareuppsättning också kan användas för att öka flexibiliteten. Till exempel kan en cobot med dubbelbrännare svetsa både kolstålsrör och rostfria stålrör. Med detta arrangemang kommer operatören att använda två brännare i en enda trådkonfiguration. En brännare levererar tillsatstråd för kolstålsarbeten och den andra brännaren levererar tråd för rostfria stålrör. ”I den här konfigurationen kommer operatören att ha ett okontat trådmatningssystem för en andra brännare som är utformad för att arbeta med rostfritt stål”, säger Karimzadeh.
Enligt rapporter kan systemet göra justeringar under kritiska rotsträngar. ”Under rotsträngen, när man går igenom stiftet, vidgas och smalnar gapet beroende på rörets passform”, förklarar Karimzade. ”För att hantera detta kan systemet upptäcka kärvning och utföra adaptiv svetsning. Det vill säga, det ändrar automatiskt svets- och rörelseparametrarna för att säkerställa korrekt blandning på dessa stift. Det kan också läsa av hur gapet ändras och ändra rörelseparametrarna för att säkerställa att det inte blåser, så att rätt rotsträng görs.”
Cobotsystemet kombinerar lasersömspårning med en kamera som ger svetsaren en tydlig bild av tråden (eller tråden i en tvåtrådsuppsättning) när metallen flyter in i spåret. I åratal har Novarc använt svetsdata för att skapa NovEye, ett AI-drivet maskinseendesystem som gör svetsprocessen mer autonom. Målet är att operatören inte ständigt ska ha kontroll över svetsningen, utan ska kunna röra sig bort för att utföra andra uppgifter.
Jämför allt detta med en tillämpning som involverar manuell rotkanalpreparering följt av en snabb genomgång och manuell varm kanalpreparering med en slipmaskin för att rengöra rotkanalernas yta. Därefter flyttas det korta röret slutligen in i fyllnings- och förslutningskanalen. ”Detta kräver ofta att rörledningen flyttas till en separat plats”, tillägger Karimzade, ”så mer material behöver hanteras.”
Tänk dig nu samma app med cobotautomation. Med en enda trådinstallation för både rot- och överliggande kanaler svetsar coboten roten och börjar sedan omedelbart fylla kanalen utan att stanna för att återställa rotytan. För tjocka rör kan samma station börja med en enda trådbrännare och byta till en dubbeltrådbrännare för efterföljande passeringar.
Denna samarbetande robotautomation kan förändra livet i en rörverkstad. Professionella svetsare spenderar större delen av sin tid med att göra de svåraste rörsvetsarna som inte kan göras med en roterande chuck. Nybörjare kommer att styra cobotar tillsammans med veteraner, se och kontrollera svetsar och lära sig att göra rörsvetsar av hög kvalitet. Med tiden (och efter övning i 1G manuellt läge) lärde de sig att manövrera brännaren och klarade så småningom 5G- och 6G-testerna för att själva bli professionella svetsare.
Idag kan en nybörjare som arbetar med en cobot vara på väg in i en ny karriärväg som rörsvetsare, men innovation gör det inte mindre effektivt. Dessutom behöver branschen bra rörsvetsare, särskilt sätt att förbättra produktiviteten hos dessa svetsare. Automatisering av rörsvetsning, inklusive kollaborativa robotar, kommer sannolikt att spela en allt större roll i framtiden.
Tim Heston, chefredaktör för The FABRICATOR, har arbetat inom metallbearbetningsbranschen sedan 1998 och började sin karriär på American Welding Societys Welding Magazine. Sedan dess har tidskriften täckt alla metallbearbetningsprocesser, från stansning, bockning och skärning till slipning och polering. Han började på The FABRICATOR i oktober 2007.
FABRICATOR är Nordamerikas ledande tidskrift för ståltillverkning och formning. Tidskriften publicerar nyheter, tekniska artiklar och framgångshistorier som gör det möjligt för tillverkare att göra sitt jobb mer effektivt. FABRICATOR har varit i branschen sedan 1970.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel åtkomst till värdefulla branschresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu helt tillgänglig och ger enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Få fullständig digital tillgång till STAMPING Journal, med den senaste tekniken, bästa praxis och branschnyheter för metallpräglingsmarknaden.
Nu med fullständig digital åtkomst till The Fabricator på spanska har du enkel tillgång till värdefulla branschresurser.