A Minac traz o pré-aquecimento por indução preciso para a soldadura robótica
A especialista polaca em automação Robopartner Welding Systems precisava de uma forma controlável de pré-aquecer tubos de alumínio antes da soldadura. Ao integrar um ENRX Minac na sua célula de soldadura robótica, a empresa introduziu o pré-aquecimento por indução preciso e repetível num processo de soldadura automatizado.
Quando o pré-aquecimento se torna parte de um processo de soldadura automatizado, o método de aquecimento precisa de ser tão preciso e adaptável quanto a própria soldadura. Para a Robopartner, um fornecedor polaco de células de soldadura robótica, isto conduziu a uma nova solução baseada no sistema de aquecimento por indução móvel Minac.
A Robopartner projeta e constrói a série RoboArc de células de soldadura robótica para MIG/MAG, TIG e processos especiais, trabalhando em conjunto com parceiros como a KUKA e a Fronius. A empresa recebeu recentemente o seu primeiro Minac 6/10 SM Twin, que está a ser integrado numa célula de soldadura robótica para o pré-aquecimento de tubos de alumínio antes da soldadura.
O alumínio pode ser difícil de soldar devido à sua elevada condutividade térmica, o que faz com que o calor se dissipe rapidamente para longe da zona de soldadura. Para secções de alumínio espessas, o pré-aquecimento pode ser exigido pelo procedimento de soldadura para garantir que o material atinge e mantém a temperatura necessária para o processo de soldadura. Nesta aplicação, o sistema leva os tubos a aproximadamente 120°C antes de a soldadura começar. Um sistema Minac é também utilizado para manter a temperatura entre passes necessária durante a soldadura.
Precisão e segurança
“Precisávamos de uma fonte de calor que a nossa célula robótica pudesse controlar, e o Minac da ENRX encaixa na perfeição”, afirma o Diretor Técnico Kacper Gnot da Robopartner.
A empresa tinha testado anteriormente o aquecimento por chama como uma possível solução, mas concluiu que não era adequado para a integração num ambiente de soldadura robótica. Uma chama aberta é mais difícil de controlar e de reproduzir de forma consistente de peça para peça. Além disso, introduz uma chama aberta e um fornecimento de gás num ambiente de produção automatizado, criando considerações adicionais de segurança e integração.
Com o Minac, o pré-aquecimento torna-se um passo controlado na sequência automatizada. A indução gera calor diretamente no tubo, sem chama aberta ou contacto com a peça de trabalho. Isto torna consideravelmente mais fácil integrar o pré-aquecimento na célula robótica e controlar o processo de forma consistente.
Concebido para a automatização
A ENRX concebe especificamente a unidade compacta Minac a pensar em aplicações automatizadas. Uma vantagem fundamental é o transformador portátil (HHT), que pode ser montado num braço robótico, permitindo que o equipamento seja integrado em linhas de produção automatizadas. O HHT é ligado por cabos flexíveis arrefecidos a água e pode ser equipado com diferentes designs de bobinas para se adequar à aplicação.
“Isto dá-nos a flexibilidade de que precisamos para integrar o equipamento de aquecimento nas nossas células automatizadas”, explica Gnot. “O resultado é melhor em quatro frentes: tempo de ciclo mais rápido, melhor qualidade de soldadura, uma célula mais segura e um processo totalmente automatizado.”
As capacidades de comunicação foram outro fator importante. O Minac suporta várias opções de comunicação e controlo, e a Robopartner selecionou o PROFINET para comunicar com o sistema de controlo da célula robótica. Isto permite que o pré-aquecimento seja incorporado na sequência automatizada juntamente com as outras operações.
COMPACTO E FLEXÍVEL: O espaço é reduzido numa célula robótica e o compacto Minac foi concebido para integração. O seu transformador portátil está ligado por cabos flexíveis, permitindo que a cabeça de aquecimento seja posicionada exatamente onde é necessária.
O Diretor de Vendas da ENRX, Michał Wranik (à esquerda), e o Diretor Técnico da Robopartner, Kacper Gnot.
O apoio local faz a diferença
O apoio local também desempenhou um papel na razão pela qual a empresa escolheu equipamento de indução da ENRX.
«A ENRX Polónia está localizada bastante perto da Robopartner, por isso conseguimos prestar assistência local», afirma o Diretor de Vendas, Michał Wranik. «Além disso, temos programadores polacos na ENRX na Noruega que conseguem apoiar os aspetos de integração e comunicação do projeto. Sabemos por experiência que poder pegar no telefone e falar com a ENRX em polaco quando têm uma dúvida é algo que importa aos clientes. A barreira linguística nunca deve tornar-se uma barreira ao projeto.»
Um primeiro passo
Esta é a primeira aplicação da Robopartner a utilizar o Minac, mas não se espera que seja a última. A empresa já está a considerar a tecnologia para outros projetos.
A solução foi apresentada conjuntamente pela ENRX e pela Robopartner numa recente feira de soldadura da Fronius, onde os visitantes demonstraram um forte interesse na possibilidade de combinar a soldadura robótica com o pré-aquecimento automático e preciso.
«Os visitantes ficaram positivamente surpreendidos por ser possível construir uma célula robótica deste tipo com pré-aquecimento automático e preciso», afirma Wranik.
O projeto demonstra como o pré-aquecimento por indução pode ser integrado diretamente num processo de soldadura automatizado, proporcionando um pré-aquecimento controlado e repetível sem as limitações práticas do aquecimento por chama. Para a Robopartner, é também um passo em direção a operações de soldadura totalmente automatizadas, com o aquecimento e o controlo de temperatura incorporados na mesma sequência de produção.
Por que é necessário o pré-aquecimento ao soldar secções espessas de alumínio?
O alumínio possui uma elevada condutividade térmica, o que significa que transfere rapidamente o calor para longe da zona de soldadura. Isto é particularmente desafiante ao soldar secções espessas, que possuem uma grande massa térmica e podem absorver quantidades consideráveis de calor.
Dependendo da liga, da espessura do material e do procedimento de soldadura, o pré-aquecimento pode ser necessário para levar o material à temperatura inicial especificada e ajudar a manter condições adequadas durante toda a soldadura.
O pré-aquecimento pode ajudar a:
- Compensar a elevada condutividade térmica: Reduzir a quantidade de calor extraído da zona de soldadura, ajudando a estabelecer as condições de soldadura necessárias.
- Reduzir as diferenças de temperatura: Aproximar o componente de uma temperatura uniforme, ajudando a gerir os gradientes térmicos.
- Remover a humidade superficial: Ajudar a eliminar a humidade que, de outra forma, poderia contribuir para a porosidade relacionada com o hidrogénio. A limpeza adequada da superfície continua a ser essencial.
- Equilibrar o calor em secções irregulares: Ajudar a compensar as diferenças na massa térmica ao unir componentes de diferentes espessuras.
O controlo da temperatura é importante
O alumínio não deve ser sobreaquecido. As temperaturas de pré-aquecimento e entre passes adequadas dependem da liga, da espessura do material e do procedimento de soldadura aprovado. O aquecimento excessivo pode danificar permanentemente as propriedades mecânicas das ligas de alumínio tratáveis termicamente.
Para a aplicação Robopartner, a temperatura de pré-aquecimento alvo é de aproximadamente 120°C, atingida em cerca de 70 segundos. O sistema Minac também mantém a temperatura entre passes necessária durante a soldadura.