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Aug 09, 2023

Die Vielseitigkeit von SAW öffnet Automatisierungstüren

Mit der richtigen Flussmittelwahl ist es möglich, SAW zum Tiefnutschweißen zu verwenden. Bilder: ESAB Unterpulverschweißen (SAW) kann angesichts der Zusatzausrüstung als komplexe Option für eine Anwendung erscheinen

Mit der richtigen Flussmittelwahl ist es möglich, SAW zum Tiefnutschweißen zu verwenden. Bilder: ESAB

Unterpulverschweißen (SAW) kann angesichts der Hilfsmaterialien – Traktoren oder Säulen/Ausleger – sowie des erforderlichen Flussmittels eine komplexe Option für eine Anwendung sein.

Da jedoch der Bedarf an Automatisierung zunimmt, kann sie für eine Reihe von Anwendungen eine effektive, saubere und präzise Option sein. Im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren wie MIG, WIG und Stabschweißen ist es weitaus produktiver; Die Abscheidungsraten können astronomisch höher sein als bei jeder dieser Methoden.

Beim MIG-Schweißen kann eine Abschmelzleistung von 10 Pfund erreicht werden. pro Stunde. Mit SAW beginnen Sie wahrscheinlich bei 15 Pfund. pro Stunde, aber bestimmte Spezialanwendungen können Ihnen die Möglichkeit geben, bis zu 200 Pfund zu erreichen. pro Stunde.

Die Abscheidungsrate ist eine Sache, aber Lichtbogen-Einschaltzeit, Qualität und verbesserte Arbeitsbedingungen sind ebenso nützliche Messgrößen. Ein manueller Schweißer kann nicht sehr lange ununterbrochen schweißen, da er oder sie die Position ändern, Spulen wechseln und andere Aufgaben ausführen muss. Außerdem ist es für einen manuellen Schweißer schwierig, sich über einen längeren Zeitraum auf die Schweißnaht zu konzentrieren, und Konzentration ist gleichbedeutend mit Qualität. Umgekehrt sorgt ein SAW-Traktor für einen konstanten Brennerwinkel und einen gleichmäßigen Drahtüberstand.

Das erste, was Sie über SAW wissen müssen, ist, was sein Sweet Spot ist. Um dies herauszufinden, müssen Materialqualität, Dicke und Schweißvolumen berücksichtigt werden. Obwohl es beim Aluminiumschweißen nicht verwendet wird, ist es bei unlegiertem Stahl, niedriglegiertem Stahl, hochfestem Stahl und Edelstahl wirksam. Es ist möglich, die Technologie bei Teilen mit einer Dicke von nur 5/32 Zoll zu verwenden, aber im Allgemeinen wird die Technologie eher für Anwendungen verwendet, bei denen Teile mit einer Dicke von ½ Zoll oder mehr beteiligt sind.

SAW ist ideal für längere Schweißnähte, wenn Sie längere Nähte abdecken müssen oder für eine durchgehende Schweißnaht um ein größeres Rohr herum. Die Herstellung von Windtürmen, der Trägerbau, Schweißnähte an größeren Anhängern, der Schiffs- und Lastkahnbau sowie Tanks und Druckbehälter in den Positionen 1G, 1F und 2F sind ideale SAW-Anwendungen.

Ein halbautomatischer Schweißprozess ist die optimale Wahl, wenn Sie eine große Menge an Teilen haben, die jeweils 1 Fuß lang sind, oder wenn das Teil vertikal nach oben geschweißt werden muss oder eine Anordnung außerhalb der Position erfordert.

Übliche Optionen für SAW-Aufbauten sind selbstangetriebene Traktorsysteme, die auf Rädern laufen, eine Säulen- und Auslegerkonstruktion (CaB) oder ein balkenmontiertes System.

Wie selbstfahrende und schienenmontierte Schweißkäfer bieten SAW-Traktoren eine stabile, ergonomisch vorteilhafte Einrichtung zum Ausführen einer Schweißnaht, da der Bediener die Steuerung des Traktors steuern kann, ohne seinen Kopf direkt im Rauchpfad zu positionieren aus nächster Nähe, um die Schweißpfütze zu sehen. Traktoren bieten Flexibilität beim Standort innerhalb einer Anlage, insbesondere bei Einheiten, die für eine einfache Demontage/Wiedermontage ausgelegt sind.

Traktoren können mit einem, zwei oder drei Drähten ausgestattet werden, die durch denselben Brennerkopf geführt werden, um die Schweißablagerung zu erhöhen. Ein Tandemaufbau mit zwei Brennern kann die Produktivität jedoch noch weiter steigern. In einem solchen Aufbau können Sie Gleichstrom (DC) durch den ersten Brenner fließen lassen, um ein tiefes Eindringen in die Fase zu erzeugen, während der zweite Brenner Wechselstrom (AC) betreibt, was die Abscheidungsrate des Aufbaus von 15 Pfund auf 15 Pfund erhöht. pro Stunde auf zwischen 35 und 40 Pfund. pro Stunde. Je nachdem, was Sie mit der Schweißung erreichen möchten, können andere Kombinationen von Gleichstrom/Wechselstrom oder Wechselstrom/Wechselstrom verwendet werden. Diese Flexibilität schafft Optionen bei der Nutzung der Technologie.

Der Einsatz einer unsymmetrischen Wechselstrom-Rechteckwelle bietet Großverarbeitern mehr Flexibilität bei der Steigerung ihres Gewinns durch eine Steigerung der Abscheidungsraten um bis zu 61 Prozent.

Ein Traktorsystem kann einen effektiven Tandemaufbau mit zwei Einzeldrahtbrennern oder einem einzelnen und einem Doppeldrahtbrenner betreiben. Allerdings erfordert ein solcher Aufbau eine Spule für jeden Draht. Über drei Drahtspulen hinaus benötigen Sie ein Kabinen- oder Balkensystem, um den Drahtbedarf zu bewältigen.

Während ein Traktorsystem flexibel ist und in der Werkstatt bewegt werden kann, ermöglichen Kabinen-, Portal- oder balkenmontierte SAW-Systeme Ihnen, den Brenner zu bewegen und/oder das Teil auf kontrollierte Weise zu rollen, um die Schweißnaht richtig unter dem Brennerkopf zu positionieren .

Beachten Sie, dass die Branche ein Wiederaufleben von SAW-Nachrüstungen erlebt, die technologisch hinter der Zeit zurückbleiben. Die Struktur ist immer noch solide, aber das System wird von einer verbesserten Steuerung, Bewegungssteuerungskomponenten und Schweißhardware profitieren. Mit neueren Systemen können Sie präzisere Kontrollen und Qualitätsbewertungstechnologien nutzen, die jetzt mehr Endbenutzer benötigen, um die Präzision und Sicherheit von Baugruppen zu gewährleisten. Ein nachgerüstetes System beseitigt auch Bedenken hinsichtlich der Verfügbarkeit von Ersatzteilen.

Während Teile zu diesen Systemen transportiert werden müssen, bieten sie mehr Präzision und Prozessoptionen. Im Laufe der letzten Jahrzehnte haben Schweißtechnikanbieter verschiedene Varianten des UP-Verfahrens entwickelt. Anstelle einer einzelnen Elektrode (Draht) werden bei diesen Prozessen – oft als „Doppel-“, „Tandem“- oder „Mehrdraht“-Prozesse bezeichnet – zwei oder mehr Elektroden verwendet, um die Abscheidungsraten zu erhöhen. Im Streben nach Produktivität können diese Prozessmöglichkeiten jedoch an physikalische und qualitative Grenzen stoßen. Glücklicherweise gibt es Systeme, die den gesamten Wärmeeintrag reduzieren und gleichzeitig die Fahrgeschwindigkeit erhöhen und die mechanischen Eigenschaften verbessern können.

Bei herkömmlichen AC-SAW-Stromquellen wechselt der Strom gleichmäßig zwischen positiver und negativer Polarität. Der positive Strom sorgt für eine stärkere Eindringung, während der negative Strom die Ablagerung erhöht. Allerdings ist ein 50/50-Gleichgewicht zwischen beiden nicht immer optimal für die Produktivität. Die Verwendung einer unsymmetrischen Wechselstrom-Rechteckwelle bietet Großverarbeitern mehr Flexibilität zur Steigerung ihres Geschäftsergebnisses. Sie können:

Alle Metalle haben einen akzeptablen Gesamtwärmeeintrag (gemessen in Kilojoule pro Millimeter), hochfeste Legierungen reagieren jedoch besonders empfindlich auf den Gesamtwärmeeintrag, um die mechanischen und metallurgischen Eigenschaften zu bewahren. Eine unsymmetrische AC-Wellen- und DC-Ausgabe in einer einzigen Stromquelle gibt Ihnen eine bessere Kontrolle über die Schweißqualität und Produktivität, da Sie die Schweißvariablen auf mehr Arten steuern können, um Ihre Produktivität zu steigern.

Steigende Wirkungsgrade steigern nicht nur die Nachfrage nach neuen Schweißstromquellentechnologien, sondern erhöhen auch den Bedarf an neuen Flussmittelzusammensetzungen. Um beispielsweise Offshore-Windkraftanlagen effizienter zu bauen, suchen Unternehmen nach Möglichkeiten, die zum Schweißen der Turmkomponenten erforderliche Fase zu verkleinern. Um ihren Anforderungen gerecht zu werden, können neuere Flussmittel erheblich zu den überlegenen mechanischen Eigenschaften beitragen. Einige der neuen hochbasischen, agglomerierten Flussmittel eignen sich aufgrund ihrer guten Schlackenablösbarkeit und glatten Seitenwandvermischung besonders für das Engspaltschweißen. Die eng verlaufende Schlacke ermöglicht höhere Ströme in engen Spaltfugen, was eine höhere Abschmelzleistung und eine höhere Produktivität bedeutet.

SAW-Experten können mit Ihnen zusammenarbeiten, um robuste Schweißverfahren unter Verwendung neuer Technologien und neuer Best Practices zu entwickeln. Die Bandbreite der für SAW geeigneten Anwendungen hat sich erweitert und Sie werden überrascht sein, welche Möglichkeiten Ihnen zur Verfügung stehen.

Peter Kjällström ist Produktdirektor, Automatisierungs- und Handhabungsgeräte, ESAB, esab.com.

Während Teile zu Säulen- und Auslegersystemen transportiert werden müssen, bieten sie mehr Präzision und Prozessoptionen, wie in dieser Tabelle zusammengefasst.