123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

02_2-3 Odporové svařování

Středofrekvenční svařovací zařízení získala v poslední době větší význam, protože svařovací proces probíhá daleko klidněji a pravidelněji než při technice střídavého proudu. Nevznikají žádná přerušení proudu mezi půlvlnami, takže se zkracuje svařovací čas, elektrody jsou vystaveny menšímu namáhání a docilují se delší doby v chodu.

Pomocí moderní IGBT-technologie je nyní možné vyrábět středofrekvenční invertorové zdroje proudu a vybavovat je externím transformátorem se svařovacími proudy nad 200 A. Podle vyjádření výrobců je možno dosáhnout účinnost 95%. Takové transformátory jsou o ca 40% lehčí a o ca 30% menší než dosavadní středofrekvenční transformátory. Novinkou je kombinovaný středofrekvenční-střídavý svařovací lis. Jednoduchým přepojením sekundárního obvodu se v rozvaděčové skříni navolí správná řídicí jednotka a příslušný transformátor.

Rozhraní člověk-stroj ovlivňuje bezpečný, obslužně správný a současně precizní průběh svařovacího procesu. Ruční uchopení bodových odporových kleští přesto ukazují v detailu různé formy a uspořádání na kleštích. Rovněž polohování svařovacích kleští na celkovém zařízení bývá provedeno různě. Tvar, hmotnost a poloha těžiště, uspořádání, ale též optické a akustické zatížení způsobené svařovacím procesem mají ergonomický význam. Jako příklad lze uvést odporové bodovací svařovací zařízení "Karostar" pro opravy motorových vozidel. Je vybaveno odporovými svařovacími kleštěmi a vykazuje řadu ergonomických a promyšlených detailů.

Bylo popsáno technologické řízení pro odporové svařování s elektrickými pohony. Předností při tom je, že technologickému řízení jsou kromě průběhu signálů svařovacího proudu a napětí na elektrodách k dispozici i silové a dráhové poměry elektrod včetně vyrovnávání kleští. Cíl, dosáhnout v blízké budoucnosti spolu se svarovým spojem reprodukovatelné kvality i 100% kontrolu jeho kvality bez přídavných senzorů, se kombinací servo-svařovacích kleští a technologického řízení přiblížil.

Pomocí nových elektromotorických servo-robotových svařovacích kleští od fy Reis Robotics, Obernburg, je možno dosáhnout zřetelně kratší taktové a vedlejší časy při odporovém bodovém svařování. Volná programovatelnost kleští dovoluje precizní polohování kleští s variabilně menšími nebo většími zdvihy otevření během robotového pohybu bez omezení svařovací polohy. Dalšími pozitivními body jsou zlepšení kvality pomocí konstantního průměru svarové čočky, zmenšené opotřebení elektrod a zlepšená opakovatelnost síly elektrod pomocí bezkyvného seřízení.
Fa Nimak, Maschinenfabrik, Wissen, představila svařovací stroj pro bradavkové svařování, který má servomotorický pohon. Procesní pohyby a síly je možno zadat a uložit pomocí svařovacího řízení. Zahloubení svaru se během svařovacího procesu zachycuje měřidlem se skleněnými vlákny, řízení je kontroluje a dokumentuje.

Při bradavkovém svařování hliníku ovlivňují řízení svařovacího proudu a dosedací chování elektrodové silové jednotky kvalitu svarového spoje. Pro řešení problému byla vyvinuta nová elektrodová silová jednotka, která pozitivně ovlivňuje dosed. Kvalita spojů byla dobrá.

Zabezpečení kvality je třeba zjišťovat během svařování nebo ihned po něm, aby nedostatky byly zjištěny a ukázány. Tím je možno bezprostředně po jištění vad opravně působit na proces, takže může na chybných dílech cíleně následovat repase. Další možností je doregulování chybné velikosti ještě během probíhajícího svařovacího procesu.

Bylo popsáno použití dynamické kontroly odporu na primární straně. Byla zjišťována souvislost mezi elektrickými měřenými daty a kvalitou spoje.
Bylo shrnuto více přednášek na téma zajištění kvality při odporovém bodovém svařování, např. o použití regulačního modulu pro zlepšení kvality odporově svařených bodů, o přednostech ukládání dat na svařovacích kleštích při použití identifikačního systému MASDAT a o možnostech nedestruktivního zkoušení kvality bodových svarových spojů pomocí termografie.

Další publikované články informují o různých ultrazvukových zkušebních metodách. Tak bylo představeno nejnovější procesní nasazení pro on-line určování chyb a vlastností materiálu. Při procesní kontrole odporově bodově svařovaných tenkých plechů probíhá ultrazvukové zjišťování během svařování a využívá střídavé působení příčných ultrazvukových vln na svarové čočky. Jsou popsány funkční principy dalších zkušebních metod, realizované zkušební systémy a jejich oblasti použití.

Další příspěvek vysvětluje novou metodu na příkladu bodového svařování dvou až třech spojovaných hliníkových plechů. Vytváření ultrazvukové lupy a její okolí jsou vyhodnocovány ve vztahu ke zjišťování vad. Jsou uvedeny speciální ultrazvukové zkušební techniky pro odporové bodové svary a pro lepené spoje při stavbě automobilů. Bodové svarové spoje a lepené spoje je možno zkoušet vysokofrekvenčními kolmými zkušebními hlavami pomocí impulsní echotechniky. Vyhodnocena byla struktura echopostupu.

Další práce se zabývají optimalizací procesu při odporovém tlakovém svařování. Pro zkoumání oblasti svařování a optimálních parametrů byly použity a posouzeny matematické optimalizační metody. Cílem byla vysoká pevnost ve smyku svarového bodu. Ukázalo se, že nejvhodnější metodou byla modifikovaná simplexní metoda. Jako výsledek je vývoj odpovídajícího software.

S cílem zvýšit při bodovém svařování hliníkových slitin provozní množství bez údržby, byly připraveny elektrody, které byly vyrobeny ze slitiny měď-chrom-zirkon a ve špičce měly vložku z wolframu. Výzkumy stavu se uskutečnily na jednom třífázovém a na jednom středofrekvenčním stejnosměrném stroji. Nasazením těchto sdružených elektrod se zvýšilo množství svarů na jednu opravu na 1,5 až 2 násobek ve srovnání s konvenčními elektrodami.

Za účelem analýzy pochodů při bodovém odporovém svařování hliníkových slitin byl vyvinut model na bázi metody konečných prvků. Při tom je třeba zvlášť vyzvednout, že maximální průměr čočky při bodovém odporovém svařování hliníku se dosahuje za 0,02 až 0,04 s. Delší svařovací čas vede naopak k dalšímu ohřevu čelních ploch elektrod.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz