Minac porta il preriscaldamento a induzione di precisione nella saldatura robotizzata
Lo specialista polacco dell'automazione Robopartner Welding Systems aveva bisogno di un metodo controllabile per il preriscaldamento di tubi in alluminio prima della saldatura. Integrando un sistema ENRX Minac nella sua cella di saldatura robotizzata, l'azienda ha introdotto un preriscaldamento a induzione preciso e ripetibile in un processo di saldatura automatizzato.
Quando il preriscaldamento diventa parte di un processo di saldatura automatizzato, il metodo di riscaldamento deve essere preciso e adattabile quanto la saldatura stessa. Per Robopartner, fornitore polacco di celle di saldatura robotizzate, ciò ha portato a una nuova soluzione basata sul sistema di riscaldamento a induzione mobile Minac.
Robopartner progetta e costruisce la serie RoboArc di celle di saldatura robotizzate per MIG/MAG, TIG e processi speciali, lavorando al fianco di partner come KUKA e Fronius. L'azienda ha recentemente ricevuto il suo primo Minac 6/10 SM Twin, che viene integrato in una cella di saldatura robotizzata per il preriscaldamento di tubi in alluminio prima della saldatura.
L'alluminio può essere difficile da saldare a causa della sua elevata conducibilità termica, che fa sì che il calore si diffonda rapidamente lontano dalla zona di saldatura. Per sezioni di alluminio spesse, la procedura di saldatura può richiedere il preriscaldamento per garantire che il materiale raggiunga e mantenga la temperatura necessaria per il processo di saldatura. In questa applicazione, il sistema porta i tubi a circa 120°C prima dell'inizio della saldatura. Un sistema Minac viene utilizzato anche per mantenere la temperatura tra le passate richiesta durante la saldatura.
Precisione e sicurezza
“Avevamo bisogno di una fonte di calore che la nostra cella robotizzata potesse controllare, e il Minac di ENRX si adatta perfettamente”, afferma il direttore tecnico Kacper Gnot di Robopartner.
L'azienda aveva precedentemente testato il riscaldamento a fiamma come possibile soluzione, ma ha riscontrato che non era adatto all'integrazione in un ambiente di saldatura robotizzato. Una fiamma libera è più difficile da controllare e riprodurre in modo coerente da un pezzo all'altro. Inoltre, introduce una fiamma libera e una fornitura di gas in un ambiente di produzione automatizzato, creando ulteriori considerazioni in termini di sicurezza e integrazione.
Con il Minac, il preriscaldamento diventa una fase controllata nella sequenza automatizzata. L'induzione genera calore direttamente nel tubo, senza fiamma libera o contatto con il pezzo. Ciò rende considerevolmente più semplice integrare il preriscaldamento nella cella robotizzata e controllare il processo in modo coerente.
Progettato per l'automazione
ENRX progetta specificamente l'unità compatta Minac pensando alle applicazioni automatizzate. Un vantaggio chiave è il trasformatore portatile (HHT), che può essere montato su un braccio robotico, consentendo all'apparecchiatura di essere integrata in linee di produzione automatizzate. L'HHT è collegato tramite cavi flessibili raffreddati ad acqua e può essere dotato di diversi design di bobine per adattarsi all'applicazione.
“Questo ci offre la flessibilità di cui abbiamo bisogno per integrare l'apparecchiatura di riscaldamento nelle nostre celle automatizzate”, spiega Gnot. “Il risultato è migliore su quattro fronti: tempi di ciclo più rapidi, migliore qualità della saldatura, una cella più sicura e un processo completamente automatizzato.”
Le capacità di comunicazione sono state un altro fattore importante. Il Minac supporta diverse opzioni di comunicazione e controllo, e Robopartner ha selezionato PROFINET per comunicare con il sistema di controllo della cella robotizzata. Ciò consente di incorporare il preriscaldamento nella sequenza automatizzata insieme alle altre operazioni.
COMPATTO E FLESSIBILE: Lo spazio in una cella robotizzata è limitato e il compatto Minac è progettato per l'integrazione. Il suo trasformatore portatile è collegato tramite cavi flessibili, consentendo di posizionare la testa di riscaldamento esattamente dove è necessario.
Il Sales Manager di ENRX Michał Wranik (a sinistra) e il Technical Manager di Robopartner Kacper Gnot.
Il supporto locale fa la differenza
Anche il supporto locale ha giocato un ruolo nella scelta dell'azienda di adottare le apparecchiature a induzione di ENRX.
“ENRX Poland si trova abbastanza vicino a Robopartner, quindi siamo in grado di fornire assistenza locale”, afferma il Sales Manager Michał Wranik. “Inoltre, abbiamo programmatori polacchi presso ENRX in Norvegia che sono in grado di supportare gli aspetti di integrazione e comunicazione del progetto. Sappiamo per esperienza che poter alzare il telefono e parlare con ENRX in polacco quando hanno una domanda è qualcosa che conta per i clienti. La barriera linguistica non dovrebbe mai diventare una barriera per il progetto”.
Un primo passo
Questa è la prima applicazione di Robopartner che utilizza Minac, ma non si prevede che sarà l'ultima. L'azienda sta già valutando la tecnologia per altri progetti.
La soluzione è stata presentata congiuntamente da ENRX e Robopartner a una recente fiera della saldatura Fronius, dove i visitatori hanno mostrato un forte interesse per la possibilità di combinare la saldatura robotizzata con il preriscaldamento automatico e preciso.
“I visitatori sono rimasti positivamente sorpresi dal fatto che sia possibile costruire una cella robotizzata di questo tipo con preriscaldamento automatico e preciso”, afferma Wranik.
Il progetto dimostra come il preriscaldamento a induzione possa essere integrato direttamente in un processo di saldatura automatizzato, fornendo un preriscaldamento controllato e ripetibile senza le limitazioni pratiche del riscaldamento a fiamma. Per Robopartner, questo rappresenta anche un passo verso operazioni di saldatura completamente automatizzate, con il riscaldamento e il controllo della temperatura incorporati nella stessa sequenza di produzione.
Perché il preriscaldamento è necessario quando si saldano sezioni spesse di alluminio?
L'alluminio ha un'elevata conducibilità termica, il che significa che trasferisce rapidamente il calore lontano dalla zona di saldatura. Ciò risulta particolarmente impegnativo durante la saldatura di sezioni spesse, che possiedono una grande massa termica e possono assorbire notevoli quantità di calore.
A seconda della lega, dello spessore del materiale e della procedura di saldatura, il preriscaldamento può essere necessario per portare il materiale alla temperatura iniziale specificata e contribuire a mantenere condizioni idonee durante l'intera saldatura.
Il preriscaldamento può aiutare a:
- Compensare l'elevata conducibilità termica: ridurre la quantità di calore sottratta alla zona di saldatura, contribuendo a stabilire le condizioni di saldatura richieste.
- Ridurre le differenze di temperatura: portare il componente a una temperatura più uniforme, aiutando a gestire i gradienti termici.
- Rimuovere l'umidità superficiale: aiutare a eliminare l'umidità che altrimenti potrebbe contribuire alla porosità legata all'idrogeno. Una corretta pulizia della superficie rimane essenziale.
- Bilanciare il calore su sezioni irregolari: aiutare a compensare le differenze di massa termica quando si uniscono componenti di spessori diversi.
Il controllo della temperatura è importante
L'alluminio non deve essere surriscaldato. Le temperature di preriscaldamento e interpass appropriate dipendono dalla lega, dallo spessore del materiale e dalla procedura di saldatura approvata. Un riscaldamento eccessivo può danneggiare in modo permanente le proprietà meccaniche delle leghe di alluminio trattabili termicamente.
Per l'applicazione Robopartner, la temperatura di preriscaldamento target è di circa 120°C, raggiunta in circa 70 secondi. Il sistema Minac mantiene inoltre la temperatura di interpass richiesta durante la saldatura.