Începând cu prezentul număr îmi propun să prezint câteva procedee de sudare foarte avansate care pot ajuta în mod semnificativ la creșterea productivității, reducerea costurilor de producție și îmbunătățirea calității produselor realizate prin utilizarea acestora.
Pe parcursul acestui articol voi realiza descrierea unei noi tehnologii intitulate HC MAG (Heat Controlled MIG/MAG), dezvoltată și patentată de către firma germană ESS WELDING GmbH împreună cu institutul STEINBEIS.
ESS HC MAG (Heat Controlled MIG/MAG) este un procedeu special, derivat din conventionalul short-arc, dezvoltat pentru o plajă de putere de până la 200 A.
Principalul avantaj al acestuia este că permite ajustarea continuă a adâncimii de pătrundere la o rată de depunere constantă.
Similar alternanței curentului din timpul operațiilor de sudare TIG în curent alternativ, firma ESS a dezvoltat un sistem, unic pe piață, care realizează inversarea polarității sârmei și în cazul aplicațiilor de sudare MIG/MAG. Întregul proces fiind controlat prin intermediul unui potențiometru amplasat pe telecomanda sursei.
Acest lucru permite ajustarea continuă a pătrunderii în materialul de bază și creșterea ratei de depunere a materialului de adaos.
Sistemul astfel creat permite libera trecere a energiei între sârmă electrod și piesă.
În ceea ce privește reglarea valorii HC MAG aceasta se poate face continuu între 0 și 100%. Atunci când valoarea este 0% vom avea procesul standard de sudare în short-arc, pătrunderea în material fiind maximă la o rată normală de depunere, Iar în cazul în care valoarea setată pentru HC MAG este de 100% vom obține o pătrundere minimă la o rată de depunere maximă, lucru foarte important în cadrul aplicațiilor de depunere. Între cele două volori, 0 și 100%, se poate face o ajustare continuă a acestui parametru în funcție de cerințele aplicației și de pătrunderea dorită.
Prin intermediul controlului cantității de căldură introdusă în sârmă sau în piesa de sudat se obține o baie de material topit foarte ușor de controlat și care nu curge. Din acest motiv, HC MAG este foarte utilizat pentru realizarea simplă și rapidă de treceri de rădăcină, pentru sudarea tablelor subțiri cu rost mare sau pentru sudarea vertical descandenta. Poate fi utilizat pentru sudarea oțelului carbon, inoxului, aluminiului și aliajelor pe bază de cupru, până la o putere maximă de 200 A.
La o viteză constantă de avans a sârmei, short-arc-ul clasic există doar într-o plajă relativ restrânsă de curenți de sudare. Acest lucru se datorează lungimii arcului electric.
Spre deosebire de short-arc, procedeul HC MAG face posibilă extinderea semnificativă a acestei plaje de curenți de sudare. Astfel, la o viteză de avans a sârmei constantă, este posibilă ajustarea unei plaje de curenți de sudare mult mai largă prin setarea parametrului HC MAG la valoarea dorită (între 0% și 100%) în timp ce lungimea arcului rămâne constantă.
Pentru a vă face o idee completă asupra diferențelor existente între sudarea în short-arc și procedeul HC MAG prezint mai jos următoarea comparație:
La o valoare dorită a curentului de sudare de 100 A, se poate seta, în cazul short-arc-ului clasic, o viteză de avans a sârmei între 3.8 și 4.3 m/min, în funcție de lungimea arcului.
În cazul HC MAG, la o lungime constantă a arcului electric, plaja de reglaj a vitezei de avans a sârmei este extinsă de la circa 3.8 până la 5.8 m/min, în funcție de valoarea setată a HC MAG.
Foto 1 – Comparație curenți de sudare între sudarea MAG clasică și HC MAG (la o tensiune și o viteză de avans a sârmei constante).
Prin urmare, procedeul HC MAG permite fie creșterea ratei de depunere prin creșterea vitezei de avans a sârmei la un curent constant, fie reducerea cantității de căldură introdusă în material la o viteză de avans a sârmei constantă.
- Echipamentul poate fi utilizat atât în mod manual, echipat cu pistolet de sudare standard, cât și integrat în celule robotizate sau în sisteme automatizate. Acest lucru oferă o flexibilitate deosebită și permite acoperirea unei plaje largi de aplicații.
- Viteze net superioare de sudare față de sudarea MIG/MAG în curent continuu, datorită inversării polarității curentului de sudare în modulul HC-MAG
- Reducerea la minimum a influențelor magnetice introduse în material
- Controlul total asupra cantității de căldură introdusă
- Creșterea vitezei de avans a sârmei cu până la 80% față de sudarea MIG/MAG convențională
- Creșterea vitezei de sudare cu 30-40% față de sudarea MIG/MAG convențională.
Comparație rezultate sudură
Straturi de rădăcină rapide, simple și foarte ușor de controlat.
Stratul de rădăcină poate fi controlat ușor și sigur datorită posibilității de a regla în mod continuu cantitatea de căldură introdusă. Generarea unei băi de material topit mult mai vâscoase facilitează controlul băii, în special în cazul sudării la poziție. Nu se diminuează rata de depunere și astfel nu este necesară reducerea vitezie de sudare, precum în cazul echipamentelor clasice. De asemenea, se va putea obține un strat de rădăcină plat (a se vedea Foto 2) și fără necesitatea utilizării suportului ceramic.
Foto 2 – Strat de rădăcină
Strat de rădăcină la sudare țeavă
Sudarea la poziție fără probleme legate de topirea neregulată.
Prin creșterea valorii HC MAG se va genera o baie de material topit mult mai vâscoasă. În acest fel, în cazul sudării la poziție (în mod special la sudarea vertical descendentă) muchiile îmbinării vor putea fi topite mult mai bine de către arcul electric. Astfel, lipsa de topire va fi cu siguranță evitată.
Foto 3 – Comparație sudare vertical descendentă cu HC MAG (în dreapta jos) și cu MIG/MAG clasic (în stânga și respectiv dreapta sus).
Reducerea deformațiilor termice.
Posibilitatea ajustării continue a cantității de căldură introdusă în material duce la minimizarea deformațiilor termice. În acest fel pot fi sudate table foarte subțiri, chiar și atunci când distanțele dintre ele sunt semnificative în raport cu grosimea tablelor.
Foto 4 – Îmbinare table cu grosimea de 1 mm și cu o distanță între ele de 4 mm
Sudarea rosturilor extreme
Rosturile foarte mari pot fi sudate ușor fără pericolul apariției crestăturilor marginale, iar rosturile variabile pot fi controlate foarte facil prin simpla adaptare a valorii HC MAG.
Placarea cu grad reglabil de pătrundere
Datorită ajustării continue a cantității de căldură și ratei mari de depunere a procesului HC MAG, operațiile de placare se pot realiza rapid și foarte economic. Gradul de pătrundere în materialul de bază poate fi reglat într-o plajă foarte largă.
Foto 5 – Aplicație placare cu HC MAG
Lățime minimă de suprapunere a tablelor în cazul aplicațiilor de sudare prin suprapunere.
În cazul aplicațiilor de sudare prin suprapunere, lățimea minimă de suprapunere necesară pentru asigurarea unei îmbinări sigure este mult redusă. De exemplu: îmbinarea unor table din oțel cu grosimea de 1 mm și un rost de 1 mm necesită o suprapunere de numai 4 mm.
Sudarea materialelor sensibile la căldură
Datorită reglării continue a energiei introduse se pot suda, cu rezultate excelente, materiale sensibile la căldură.
Reducerea temperaturilor dintre treceri
Prin utilizarea procesului HC MAG, temperatura straturilor intermediare, în cazul aplicațiilor ce necesită treceri multiple, va fi redusă în mod semnificativ în timp ce rata de depunere crește. Acest fapt va conduce la reducerea timpilor morți necesari răcirii straturilor intermediare la temperatura dorită. Un efect pozitiv, datorat creșterii ratei de depunere, este reprezentat de reducerea numărului de treceri și implicit de creșterea productivității și scăderea costurilor de producție.
Creșterea rezistenței zonei de îmbinare în cazul brazarii MIG
Utilizând procedeul HC-MAG pentru brazare este posibilă eliminarea continuă a căldurii. În mod special în cazul tablelor mai groase de 1,5 mm, la care se formează secțiuni transversale mari ale îmbinărilor și implicit sunt necesare cantități mari de material de adaos, se poate preveni pătrunderea în material a unei cantități extreme de căldură. În acest fel se va obține o îmbinare cu o mult mai bună rezistență mecanică.
Reducerea influențelor magnetice asupra materialului
Procedeul HC MAG permite reducerea semnificativă a influențelor magnetice asupra materialelor. Față de sudarea MIG/MAG în curent continuu, la care influențele magnetice sunt relativ ridicate, în cazul procedeului HC MAG influențele magnetice sunt minime.
În speranța că aceste informații vă vor fi de ajutor în identificarea unor soluții de creștere a productivității și competitivității companiilor dumneavoastră, vă mulțumesc pentru atenția acordată și vă asigur că în edițiile viitoare voi încerca să vă prezint și alte tehnologii și procedee avansate de sudare.
Sudare țeavă
Sudare țeavă cap la cap