Minac apporte le préchauffage par induction de précision au soudage robotisé
Le spécialiste polonais de l'automatisation, Robopartner Welding Systems, avait besoin d'un moyen contrôlable de préchauffer des tubes en aluminium avant le soudage. En intégrant un système ENRX Minac dans sa cellule de soudage robotisée, l'entreprise a introduit un préchauffage par induction précis et reproductible dans un processus de soudage automatisé.
Lorsque le préchauffage fait partie intégrante d'un processus de soudage automatisé, la méthode de chauffage doit être tout aussi précise et adaptable que le soudage lui-même. Pour Robopartner, un fournisseur polonais de cellules de soudage robotisées, cela a conduit à une nouvelle solution basée sur le système de chauffage par induction mobile Minac.
Robopartner conçoit et construit la série RoboArc de cellules de soudage robotisées pour les procédés MIG/MAG, TIG et spéciaux, en collaboration avec des partenaires tels que KUKA et Fronius. L'entreprise a récemment réceptionné son premier Minac 6/10 SM Twin, qui est intégré dans une cellule de soudage robotisée pour le préchauffage de tubes en aluminium avant le soudage.
L'aluminium peut être difficile à souder en raison de sa conductivité thermique élevée, qui provoque une dissipation rapide de la chaleur loin de la zone de soudure. Pour les sections épaisses en aluminium, un préchauffage peut être requis par la procédure de soudage afin de garantir que le matériau atteigne et maintienne la température nécessaire au processus de soudage. Dans cette application, le système porte les tubes à environ 120 °C avant le début du soudage. Un système Minac est également utilisé pour maintenir la température interpasse requise pendant le soudage.
Précision et sécurité
« Nous avions besoin d'une source de chaleur que notre cellule robotisée pouvait contrôler, et le Minac d'ENRX convient parfaitement », déclare le directeur technique Kacper Gnot de Robopartner.
L'entreprise avait précédemment testé le chauffage à la flamme comme solution possible, mais a constaté qu'il n'était pas adapté à une intégration dans un environnement de soudage robotisé. Une flamme nue est plus difficile à contrôler et à reproduire de manière cohérente d'une pièce à l'autre. Elle introduit également une flamme nue et une alimentation en gaz dans un environnement de production automatisé, ce qui crée des considérations supplémentaires en matière de sécurité et d'intégration.
Avec le Minac, le préchauffage devient une étape contrôlée de la séquence automatisée. L'induction génère de la chaleur directement dans le tube, sans flamme nue ni contact avec la pièce. Cela rend l'intégration du préchauffage dans la cellule robotisée et le contrôle du processus beaucoup plus simples et cohérents.
Conçu pour l'automatisation
ENRX conçoit spécifiquement l'unité compacte Minac en pensant aux applications automatisées. Un avantage clé est le transformateur portatif (HHT), qui peut être monté sur un bras robotisé, permettant d'intégrer l'équipement dans des lignes de production automatisées. Le HHT est relié par des câbles flexibles refroidis par eau et peut être équipé de différentes conceptions de bobines pour s'adapter à l'application.
« Cela nous donne la flexibilité dont nous avons besoin pour intégrer l'équipement de chauffage dans nos cellules automatisées », explique Gnot. « Le résultat est meilleur sur quatre fronts : un temps de cycle plus rapide, une meilleure qualité de soudure, une cellule plus sûre et un processus entièrement automatisé. »
Les capacités de communication constituaient un autre facteur important. Le Minac prend en charge plusieurs options de communication et de contrôle, et Robopartner a sélectionné PROFINET pour communiquer avec le système de contrôle de la cellule robotisée. Cela permet d'incorporer le préchauffage dans la séquence automatisée aux côtés des autres opérations.
COMPACT ET FLEXIBLE : L'espace est restreint dans une cellule robotisée et le Minac compact est conçu pour l'intégration. Son transformateur portatif est relié par des câbles flexibles, permettant de positionner la tête de chauffage exactement là où elle est nécessaire.
Le directeur commercial d'ENRX, Michał Wranik (à gauche), et le directeur technique de Robopartner, Kacper Gnot.
Le support local fait toute la différence
Le support local a également joué un rôle dans le choix de l'entreprise pour les équipements d'induction d'ENRX.
« ENRX Pologne est situé assez près de Robopartner, nous sommes donc en mesure de fournir un service local », déclare le directeur commercial Michał Wranik. « De plus, nous avons des programmeurs polonais chez ENRX en Norvège qui sont capables de prendre en charge les aspects d'intégration et de communication du projet. Nous savons par expérience que le fait de pouvoir décrocher le téléphone et parler à ENRX en polonais lorsqu'ils ont une question est quelque chose qui compte pour les clients. La barrière de la langue ne devrait jamais devenir une barrière pour le projet. »
Une première étape
Il s'agit de la première application de Robopartner utilisant Minac, mais ce ne devrait pas être la dernière. L'entreprise envisage déjà cette technologie pour d'autres projets.
La solution a été présentée conjointement par ENRX et Robopartner lors d'un récent salon de soudage Fronius, où les visiteurs ont manifesté un vif intérêt pour la possibilité de combiner le soudage robotisé avec un préchauffage automatique et précis.
« Les visiteurs ont été positivement surpris qu'il soit possible de construire une telle cellule robotisée avec un préchauffage automatique et précis », déclare Wranik.
Le projet démontre comment le préchauffage par induction peut être intégré directement dans un processus de soudage automatisé, offrant un préchauffage contrôlé et reproductible sans les limitations pratiques du chauffage à la flamme. Pour Robopartner, c'est aussi un pas vers des opérations de soudage entièrement automatisées, avec le chauffage et le contrôle de la température intégrés dans la même séquence de production.
Pourquoi le préchauffage est-il nécessaire lors du soudage de sections épaisses en aluminium ?
L'aluminium possède une conductivité thermique élevée, ce qui signifie qu'il transfère rapidement la chaleur loin de la zone de soudage. Cela représente un défi particulier lors du soudage de sections épaisses, qui possèdent une masse thermique importante et peuvent absorber des quantités considérables de chaleur.
Selon l'alliage, l'épaisseur du matériau et la procédure de soudage, un préchauffage peut être nécessaire pour amener le matériau à la température de départ spécifiée et aider à maintenir des conditions appropriées tout au long du soudage.
Le préchauffage peut aider à :
- Compenser la conductivité thermique élevée : Réduire la quantité de chaleur évacuée de la zone de soudage, aidant ainsi à établir les conditions de soudage requises.
- Réduire les différences de température : Amener le composant à une température plus uniforme, aidant à gérer les gradients thermiques.
- Éliminer l'humidité de surface : Aider à éliminer l'humidité qui pourrait autrement contribuer à la porosité liée à l'hydrogène. Un nettoyage de surface approprié reste essentiel.
- Équilibrer la chaleur sur des sections inégales : Aider à compenser les différences de masse thermique lors de l'assemblage de composants d'épaisseurs différentes.
Le contrôle de la température est important
L'aluminium ne doit pas être surchauffé. Les températures de préchauffage et interpasses appropriées dépendent de l'alliage, de l'épaisseur du matériau et de la procédure de soudage approuvée. Une chaleur excessive peut endommager de façon permanente les propriétés mécaniques des alliages d'aluminium à traitement thermique.
Pour l'application Robopartner, la température de préchauffage cible est d'environ 120 °C, atteinte en 70 secondes environ. Le système Minac maintient également la température interpasses requise pendant le soudage.