Công nghệ SWR+HyperFill của Novarc Technologies sử dụng công nghệ hàn hồ quang kim loại hai dây của Lincoln Electric để lấp đầy và bịt kín các mối hàn ống.
Hàn các đoạn ống ngắn là một quá trình phức tạp. Đường kính và độ dày thành ống hơi khác nhau, đó là bản chất của vấn đề. Điều này khiến việc lắp ráp trở thành một sự thỏa hiệp và việc hàn trở thành một sự điều chỉnh. Quá trình này không dễ tự động hóa, và số lượng thợ hàn ống giỏi ngày càng ít hơn bao giờ hết.
Công ty cũng muốn giữ chân những thợ hàn ống giỏi của mình. Những thợ hàn giỏi có lẽ sẽ không muốn hàn liên tục 8 tiếng đồng hồ ở mức độ 1G trong khi ống được kẹp trong mâm cặp xoay. Có lẽ họ đã thử nghiệm mức độ 5G (nằm ngang, ống không thể xoay) hoặc thậm chí 6G (ống không xoay ở vị trí nghiêng), và họ hy vọng có thể sử dụng những kỹ năng này. Hàn ở mức độ 1G đòi hỏi kỹ năng, nhưng những người có kinh nghiệm có thể thấy nó đơn điệu. Nó cũng có thể mất rất nhiều thời gian.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhiều lựa chọn tự động hóa hơn đã xuất hiện trong các nhà máy sản xuất ống, bao gồm cả robot cộng tác. Novarc Technologies của Vancouver, British Columbia, công ty đã ra mắt Robot hàn cuộn dây cộng tác (SWR) vào năm 2016, đã bổ sung công nghệ hàn hồ quang kim loại hai dây (GMAW) HyperFill của Lincoln Electric vào hệ thống.
“Điều này giúp bạn có cột hồ quang lớn hơn để hàn khối lượng lớn. Hệ thống có các con lăn và đầu tiếp xúc đặc biệt để bạn có thể cho hai dây hàn chạy trong cùng một ống dẫn và tạo ra hình nón hồ quang lớn hơn, cho phép bạn hàn được lượng vật liệu gần gấp đôi.”
Ông Soroush Karimzade, Giám đốc điều hành của Novarc Technologies, công ty đã giới thiệu công nghệ SWR+Hyperfill tại FABTECH 2021, cho biết: “Tỷ lệ lắng đọng tương đương vẫn có thể đạt được đối với các đường ống có thành từ 0,5 đến 2 inch.”
Trong một thiết lập điển hình, người vận hành thiết lập robot cộng tác để thực hiện mối hàn gốc một dây với một mỏ hàn, sau đó tháo và thay thế mỏ hàn như thường lệ bằng một mỏ hàn khác có cài đặt GMAW hai dây, tăng độ lấp đầy. Điều này giúp giảm hiện tượng lắng đọng và tắc nghẽn đường dẫn. “Điều này giúp giảm số lần hàn và giảm lượng nhiệt đầu vào,” Karimzadeh nói, đồng thời cho biết thêm rằng việc kiểm soát nhiệt độ giúp cải thiện chất lượng hàn. “Trong quá trình thử nghiệm nội bộ, chúng tôi đã đạt được kết quả thử nghiệm chịu va đập cao ở nhiệt độ xuống đến -50 độ Fahrenheit.”
Giống như bất kỳ xưởng nào khác, một số xưởng ống là những doanh nghiệp đa ngành. Họ có thể hiếm khi làm việc với các loại ống thành dày, nhưng họ có hệ thống dự phòng trong trường hợp cần đến công việc đó. Với robot cộng tác, người vận hành có thể sử dụng thiết lập dây đơn cho ống thành mỏng và sau đó chuyển sang thiết lập mỏ hàn kép (một dây cho phần ống rỗng và hai dây GMAW để lấp đầy và đóng kín các ống rỗng) khi gia công ống thành dày, loại ống trước đây cần thiết cho hệ thống đường ống của hệ thống hàn hồ quang chìm.
Karimzadeh cho biết thêm rằng việc sử dụng hai mỏ hàn cũng có thể giúp tăng tính linh hoạt. Ví dụ, một robot cộng tác hai mỏ hàn có thể hàn cả ống thép carbon và thép không gỉ. Với cách bố trí này, người vận hành sẽ sử dụng hai mỏ hàn trong một cấu hình dây duy nhất. Một mỏ hàn sẽ cung cấp dây hàn cho công việc hàn thép carbon và mỏ hàn còn lại sẽ cung cấp dây hàn cho ống thép không gỉ. “Trong cấu hình này, người vận hành sẽ có một hệ thống cấp dây không bị nhiễm bẩn cho mỏ hàn thứ hai được thiết kế để làm việc với thép không gỉ,” Karimzadeh nói.
Theo các báo cáo, hệ thống có thể tự động điều chỉnh trong quá trình hàn các mối hàn gốc quan trọng. “Trong quá trình hàn mối hàn gốc, khi bạn hàn điểm, khe hở sẽ rộng ra và hẹp lại tùy thuộc vào độ khít của ống,” Karimzade giải thích. “Để khắc phục điều này, hệ thống có thể phát hiện hiện tượng dính mối hàn và thực hiện hàn thích ứng. Nghĩa là, nó tự động thay đổi các thông số hàn và chuyển động để đảm bảo sự hòa trộn thích hợp trên các mối hàn điểm này. Nó cũng có thể đọc được sự thay đổi của khe hở và thay đổi các thông số chuyển động để đảm bảo không xảy ra hiện tượng thổi khí, nhờ đó tạo ra được mối hàn gốc chính xác.”
Hệ thống robot cộng tác kết hợp theo dõi đường hàn bằng laser với camera, giúp người thợ hàn có cái nhìn rõ ràng về dây hàn (hoặc một dây trong thiết lập hai dây) khi kim loại chảy vào rãnh. Trong nhiều năm, Novarc đã sử dụng dữ liệu hàn để tạo ra NovEye, một hệ thống thị giác máy tính dựa trên trí tuệ nhân tạo, giúp quá trình hàn trở nên tự động hơn. Mục tiêu là để người vận hành không cần phải liên tục kiểm soát quá trình hàn, mà có thể di chuyển ra xa để thực hiện các nhiệm vụ khác.
Hãy so sánh tất cả những điều này với một ứng dụng bao gồm việc chuẩn bị ống tủy thủ công, tiếp theo là thao tác nhanh và chuẩn bị ống tủy bằng máy mài nóng để làm sạch bề mặt ống tủy. Sau đó, ống ngắn cuối cùng được đưa vào kênh trám và che phủ. “Điều này thường yêu cầu di chuyển đường ống đến một vị trí riêng biệt,” Karimzade nói thêm, “vì vậy cần phải xử lý nhiều vật liệu hơn.”
Giờ hãy tưởng tượng ứng dụng tương tự với tự động hóa bằng robot cộng tác. Sử dụng thiết lập dây đơn cho cả ống tủy chân răng và ống tủy phủ, robot cộng tác sẽ hàn chân răng và sau đó ngay lập tức bắt đầu trám đầy ống tủy mà không cần dừng lại để làm phẳng bề mặt chân răng. Đối với ống tủy dày, cùng một trạm có thể bắt đầu với mỏ hàn dây đơn và chuyển sang mỏ hàn dây đôi cho các lần hàn tiếp theo.
Hệ thống tự động hóa robot cộng tác này có thể thay đổi cuộc sống trong một xưởng hàn ống. Thợ hàn chuyên nghiệp dành phần lớn thời gian để thực hiện những mối hàn ống khó nhất mà không thể thực hiện được bằng mâm cặp xoay. Người mới bắt đầu sẽ điều khiển robot cộng tác cùng với những người có kinh nghiệm, quan sát và điều khiển các mối hàn, và học cách tạo ra các mối hàn ống chất lượng. Theo thời gian (và sau khi thực hành ở vị trí thủ công 1G), họ đã học cách điều khiển mỏ hàn và cuối cùng vượt qua các bài kiểm tra 5G và 6G để trở thành thợ hàn chuyên nghiệp.
Ngày nay, một người mới làm việc với robot cộng tác có thể đang bắt đầu một con đường sự nghiệp mới với vai trò là thợ hàn ống, nhưng sự đổi mới không làm giảm hiệu quả của công việc này. Thêm vào đó, ngành công nghiệp cần những thợ hàn ống giỏi, đặc biệt là các phương pháp để nâng cao năng suất của họ. Tự động hóa hàn ống, bao gồm cả robot cộng tác, có khả năng sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong tương lai.
Tim Heston, Biên tập viên cấp cao của tạp chí The FABRICATOR, đã làm việc trong ngành gia công kim loại từ năm 1998, bắt đầu sự nghiệp với tạp chí Welding Magazine của Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ. Từ đó đến nay, tạp chí đã bao gồm tất cả các quy trình gia công kim loại từ dập, uốn và cắt đến mài và đánh bóng. Ông gia nhập The FABRICATOR vào tháng 10 năm 2007.
FABRICATOR là tạp chí hàng đầu Bắc Mỹ về gia công và tạo hình thép. Tạp chí đăng tải tin tức, bài viết kỹ thuật và những câu chuyện thành công giúp các nhà sản xuất làm việc hiệu quả hơn. FABRICATOR đã hoạt động trong ngành này từ năm 1970.
Giờ đây, với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số của The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên quý giá trong ngành.
Phiên bản điện tử của Tạp chí Tube & Pipe Journal hiện đã hoàn toàn có thể truy cập được, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận các nguồn tài liệu quý giá trong ngành.
Nhận quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tạp chí STAMPING, với những công nghệ mới nhất, các phương pháp tốt nhất và tin tức ngành dành cho thị trường dập kim loại.
Giờ đây, với quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên quý giá trong ngành.