Главная / Интересное о сварке 

Интересное о сварке

24.05.2012

Обзор внедренных фирмой CLOOS роботизированных комплексов для вагоностроения с технологией сварки 2

1. Автоматическая линия изготовления рам тележек на заводе Siemens SGP Verkehrstechnik в г. Грац (Австрия) производительностью более 2000 изделий в год.

Здесь производятся тележки для вагонов метро, трамваев, локомотивов и других рельсовых транспортных средств, в том числе новых малошумных локомотивов серии 2016 для Австрийских железных дорог и скоростных поездов, рассчитанных на скорость до 350 км/ч. Автоматическая линия введена в эксплуатацию летом 2002 года.

Прототип ходовой тележки подвергается испытаниям с количеством циклов нагрузки 6 х 106, воспроизводящим 30-летний период эксплуатации. При этом на раме не должно образоваться ни одной трещины. Далее производится следующее испытание с 20-процентной перегрузкой при двух миллионах циклов, а затем следуют еще два миллиона циклов с 40-процентной перегрузкой. Одновременно с допуском к серийному производству утверждаются все сварочные параметры. В зависимости от требований отдельные сварные швы проходят ультразвуковой, рентгеновский и магнитный контроль.

Листовые заготовки длиной до 5 метров вырезаются на лазерных установках с ЧПУ и правятся. Свариваемые кромки фрезеруются. Гибочные прессы сканируют толщину каждой заготовки. Отклонения автоматически компенсируются в процессе гибки. После сварки устраняют деформацию рамы, зажимая ее в специальной кассете, и в таком состоянии выполняют механическую обработку, которая снимает внутренние напряжения. Перед грунтовкой и покраской автоматически контролируются размеры рамы в 3-координатной автоматической установке.

Сварка производится в соответствии с требованиями немецкого стандарта DIN 6700, класс С1. В роботизированных сварочных камерах с помощью технологии «ТАНДЕМ» достигается производительность более 10 кг наплавленного металла в час. При сварке вручную один сварщик мог обеспечить примерно 0,5 кг/час.

В отличие от известной технологии сварки двумя проволоками в процессе «ТАНДЕМ» используются два электрически изолированных друг от друга контура сварочного тока, что позволяет устанавливать параметры сварки отдельно для каждой проволоки. Мощные импульсные источники сварочного тока QUINTO при скорости подачи проволоки до 30 м/мин позволили достичь скорости сварки 6 м/мин. Дуговой сенсор обеспечивает надежное слежение за швом и автоматическую компенсацию отклонений размеров и положения свариваемых деталей. Продольные и поперечные балки рамы тележки свариваются в двух параллельных потоках. Затем производится сварка рамы в сборе. В каждом потоке имеется 2 роботизированных сварочных камеры, а также 10 постов ручной сварки, оборудованных импульсными полуавтоматами с микропроцессорным управлением GLC 353 MC3. В сварочных камерах 6-осевой робот дополнительно имеет возможность продольного, поперечного и вертикального перемещений, что обеспечивает рабочую зону длиной 6 метров, шириной 2 метра и высотой 1,5 метра. Позиционеры свариваемых изделий (грузоподъемностью 5 тонн) имеют по три оси. Таким образом каждая роботизированная установка располагает в общей сложности 12 синхронизированными с процессом сварки осями, что позволяет производить сварку преимущественно в удобном положении «в лодочку». Роботизированные камеры подключены к центральной системе дымоудаления производительностью 25.000 м3/ч. Места роботизированной и ручной сварки объединены автоматической транспортной системой. Информацию о типоразмере следующей свариваемой балки робот получает от транспортной тележки. Длина утопленного в полу рельсового пути составляет 70 метров. Скорость перемещения изделий 1 метр в секунду.

Источники сварочного тока QUINTO имеют функцию мониторинга сварочных параметров (SD) и направляют данные контроля в центральный компьютер производственной линии. Здесь хранится информация отдельно по каждой изготовленной тележке.

Генеральным подрядчиком в проекте выступила фирма Carl Cloos Schweisstechnik Entwicklung & Vertrieb Ges.mbH в г. Винер Нойдорф (Австрия).

2. Автоматическая сварка алюминиевых кузовов скоростных вагонов ICE 3 на заводе фирмы Bombardier Transportation в г. Гёрлиц (Германия).

Перед проектировщиками была поставлена задача, произвести сварку полых алюминиевых профилей боковых стен длиной 25 м, собранных и зажатых в приспособлении без предварительной прихватки и обеспечить при этом абсолютную ровную поверхность готового изделия, исключая дорогостоящую дополнительную обработку. В тесном сотрудничестве с предприятием в Гёрлице в разработке зажимных приспособлений приняли участие фирмы Fooke и SMC.

С целью ограничения удельной энергии на единицу длины шва и минимизации тепловых деформаций было решено использовать процесс MIG-«ТАНДЕМ». После сравнения предложений трех производителей, убеждавших, что они владеют такой же технологией, заказчик остановил свой выбор на фирме CLOOS. Свою роль здесь сыграло «ноу-хау», позволяющее интегрировать необходимую лазерную сенсорную технику для слежения за швом. Несмотря на сложные зажимные приспособления, отклонения ширины разделки составляли на практике 0 – 2 мм. При толщине свариваемых деталей 8 мм объем разделки сильно колебался. Требования же к прочности и внешнему виду изделия могли быть удовлетворены только с условием равномерного заполнения разделки.

Фирмой CLOOS была разработана автоматическая сварочная установка, в которой на подвижной тележке установлено все сварочное и контрольное оборудование с двумя «тандемными» сварочными горелками на стреле с вылетом 6 метров для одновременной сварки двух параллельных швов. Оператор видит результат сварки на цветном видеомониторе и может при необходимости сразу же вмешаться в процесс, управляемый компьютером. Если будет установлено, что отклонения размеров превышают допустимые для качественной сварки предельные значения, автоматика немедленно отключит установку. Параметры сварочного процесса архивируются в памяти компьютера, а видеоизображение записывается на обычную кассету.

Необходимая точность скорости подачи сварочной проволоки гарантируется системой двойного привода CLOOS DUO DRIVE с встроенными в «тандемную» сварочную горелку дополнительными компактными подающими механизмами.

Боковая стена вагона ICE состоит из 6 экструдированных алюминиевых профилей. При толщине материала от 4 до 5 мм достигается скорость сварки 1,3 м/мин. Стыковые швы деталей толщиной 8 мм свариваются благодаря технике «ТАНДЕМ» за один проход со скоростью в два раза выше по сравнению с обычной технологией.

После выполнения всех швов с одной стороны стена вагона весом 1,3 т переворачивается для сварки с другой стороны.

3. Роботизированная установка для сварки продольных балок Y-образных тележек на фирме ELH Eisenbahn Laufwerke GmbH & Co. KG в г. Галле (Германия).

На предприятии (прежнее название RAW) с 60-х годов разрабатывались и производились ходовые тележки для пассажирских и грузовых вагонов, которые поставлялись главным образом в СССР, Китай и Монголию в количестве до 2.500 штук в год. Во времена ГДР сварка рам производилась исключительно вручную. Каждое сварное соединение рамы состояло из корневого, заполняющего и облицовочного шва. После 1990 г. в условиях рыночного хозяйства ручной труд стал нерентабельным. Результаты внедрения первой автоматической установки для сварки в защитных газах кольцевых швов убедили, что требуемое количество и сроки поставки тележек могут быть обеспечены только при условии автоматизации сварочных операций с помощью роботов.

Фирма CLOOS установила в Галле первый сварочный робот для сварки в защитных газах в 1992 году. На установке с двумя пятиметровыми вращателями и роботом ROMAT 76 SW, перемещающимся по напольному рельсовому пути, производилась сварка продольных балок тележек для Российских железных дорог. Когда в 1994 году платежи за поставки прекратились, могло показаться, что инвестиции в роботизацию сварки не окупятся. Однако уже сформировавшаяся репутация надежного поставщика высококачественной продукции помогла предприятию получить новый заказ от «Дойче Бан» на серийное производство «стандартных» тележек типа Y 25. Больших затрат на переоснащение не потребовалось. Были заменены зажимные приспособления и, естественно, заново запрограммирован сварочный робот.

Два робота для сварки одной проволокой или один робот с технологией «ТАНДЕМ»?

Уже через 2 года производительность установки – 10 продольных балок в день оказалась недостаточной. Положительный опыт эксплуатации робота, наличие собственного обученного персонала дали основание вновь обратиться к фирме CLOOS. Требовалось обеспечить суточную производительность 16 продольных балок при двухсменном режиме работы. К этому времени фирма CLOOS могла предложить хорошо зарекомендовавший себя высокопроизводительный процесс сварки «ТАНДЕМ». В новой установке, принятой в эксплуатацию на рубеже 1997/98 годов, робот в подвешенном положении перемещается по порталу длиной 12 метров над позицонером с осями вращения и наклона оси вращения, что позволяет в любой точке шва повернуть изделие в оптимальное для сварки пространственное положение. Кроме увеличения скорости сварки процесс «ТАНДЕМ» сделал возможной сварку за два прохода вместо трех. В результате производительность установки достигла 20 продольных балок в день при двухсменной работе.