Γράφει o
Εμμανουηλίδης Ιωάννης
4 Pro Ltd / FRONIUS
Νέα προοπτική στην συγκόλληση GMA
Η συγκόλληση χωρίς πιτσίλισμα προσφέρει στους χρήστες, δυνατότητες που δεν είχαν ποτέ φανταστεί
Για να πετύχεις ανάπτυξη και ανταγωνιστικότητα σε παγκόσμιο επίπεδο, πρέπει να χρησιμοποιήσεις τεχνολογία που θα σου επιτρέψει ιδανική συγκόλληση χωρίς την ανάγκη περαιτέρω κατεργασίας του σημείου αυτού.
Και δεν είναι μόνο αυτό. Οι μηχανικοί στις αυτοκινητοβιομηχανίες επιμένουν στην χρησιμοποίηση ελαφρών σε βάρος υλικών, χρησιμοποιώντας συνδυασμούς χάλυβα και αλουμινίου, κάτι που η τεχνολογία της συγκόλλησης δεν είχε λύση πριν από λίγο καιρό.
Η ιδανική πρόταση για όλα αυτά τα προβλήματα έρχεται από την FRONIUS και ακούει στο όνομα CMT (Cold Metal Transfer). Ή αλλιώς, διαδικασία ψυχρής μεταφοράς μετάλλου.
Στις μέρες μας, οι υψηλοί στόχοι ποιότητας που θέτουν οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, οδηγούν όλο και περισσότερο στην ανάγκη για τέλειες ραφές συγκόλλησης. ʼψογες επιφάνειες είναι ο στόχος και αυτό απαιτεί 100% συγκόλληση χωρίς πιτσίλισμα. Δεν χρειάζονται όμως μόνο οι κατασκευές αυτοκινήτων συγκόλληση χωρίς πιτσίλισμα, αλλά και όλες οι μεταλλικές κατασκευές που έχουν στόχο την ποιότητα και την εμφάνιση της συγκόλλησης. ʼλλος ένας στόχος επίσης, είναι η οικονομία σε χρόνο και χρήμα. Οι συμβατικές διαδικασίες ειδικά σε δύσκολες εφαρμογές, δημιουργούν πιτσίλισμα και σφάλματα συγκόλλησης όπως την ανεπαρκή τήξη του σημείου συγκόλλησης και την ακατάλληλη ρίζα.
Ο μόνος τρόπος για να απομακρύνεις τα πιτσιλίσματα του μετάλλου και να διορθώσεις τα σφάλματα, στοιχίζει πάρα πολύ και είναι τρομερά χρονοβόρος .
Η προβληματική αυτή συγκόλληση και ο χρόνος παραγωγής, είναι καθοριστικοί παράγοντες για ένα επιτυχημένο αποτέλεσμα. Αυτό φυσικά προϋποθέτει, ότι όλες οι ραφές πρέπει να έχουν τέλεια εμφάνιση, από την πρώτη έως την τελευταία. Στην πράξη πάντως, τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά.
Γι’ αυτό είναι σημαντικό να εξετάσουμε καλύτερα το πραγματικό κόστος της εργασίας καθαρισμού των πιτσιλισμάτων και των διορθώσεων των σφαλμάτων.
Δεν είναι μόνο θέμα ενός επιπλέον ατόμου και μερικών εργατο-ωρών, αλλά και κόστους λειαντικών, μεγάλων ρεταλιών μετάλλου για scrap και επιπλέον κατανάλωσης ρεύματος και δαπανών για συνεχόμενους ποιοτικούς ελέγχους.
ʼλλο ένα βασικό θέμα που εμπλέκετε στο κόστος και πραγματικά δεν υπολογίζεται σχεδόν ποτέ, είναι η διαχείριση και αποθήκευση τεμαχίων που δεν έχουν περάσει τον ποιοτικό έλεγχο. Όταν αυτά τα προβληματικά τεμάχια θα χρειαστούν πάλι συγκόλληση -εάν δεν πάνε για scrap- θα πρέπει να υπολογίσουμε το επιπλέον κόστος σε σύρμα συγκόλλησης και σε αέριο προστασίας που θα χρησιμοποιήσουμε. Σημαντικό επίσης είναι, ότι η εργασία επισκευής αυτών των τεμαχίων, είναι εμπόδιο στην ροή της προγραμματισμένης παραγωγής και δυσκολεύει τα χρονικά όρια που έχει θέσει ο υπεύθυνος μηχανικός.
Τελικά αν τα βάλεις κάτω και υπολογίσεις όλα τα παραπάνω, σε συμφέρει στο να επενδύσεις σε νέας γενιάς ψηφιακές μηχανές της FRONIUS. Είτε αυτή ονομάζεται CMT ή TPS (Trans Puls Synergic), το αποτέλεσμα που θα φέρει θα είναι άψογο και 100% επαναλαμβανόμενο. Αυτό είναι και το βασικότερο ατού της ψηφιακής τεχνολογίας.
Πως λειτουργεί η τεχνολογία CMT;
Η διαδικασία CMT είναι πλήρως ψηφιακή διαδικασία και ελέγχει το τόξο σε όλα τα στάδια του. Αρχικά ρυθμίζει την ένταση του ρεύματος με ελεγχόμενο ”σβήσιμο” του τόξου, στο σημείο όπου ακουμπάει το σύρμα της συγκόλλησης πάνω στο υλικό. Παράλληλα με αυτό, το μοτέρ της push pull τσιμπίδας απαλά τραβάει το σύρμα έξω από το λουτρό τήξης, βοηθώντας στην ”ψυχρή” εναπόθεση της σταγόνας. Κατόπιν, το σύστημα σπρώχνει μπροστά το σύρμα προς το λουτρό της τήξης , με παράλληλη αύξηση της έντασης του ρεύματος και με αποτέλεσμα την σταθεροποίηση του τόξου. Το ελεγχόμενο έναυσμα και σβήσιμο του τόξου λειτουργεί σε μια ζώνη έως τα 70 Ηz. Με απόλυτα ιδανικές παραμέτρους διασφαλίζει άψογη συγκόλληση χωρίς πιτσίλισμα και χαμηλή εισαγωγή θερμοκρασίας στο υλικό προς συγκόλληση. Από εκεί πήρε και το όνομα CMT.
Ένα ακόμα πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η τέλεια γεφύρωση των κενών μεταξύ δύο λαμαρινών κάτι το οποίο οδηγεί σε γρηγορότερη εναπόθεση μετάλλου και συνεπώς σε γρηγορότερη διαδικασία συγκόλλησης.
Ένωση αλουμινίου με χάλυβα
Οι υπεύθυνοι ανάπτυξης στις αυτοκινητοβιομηχανίες ενδιαφέρονται για την ένωση αλουμινίου-χάλυβα και για τα τεράστια πλεονεκτήματα που παρέχει ο συνδυασμός αυτός. Ο χάλυβας προσφέρει υψηλή ακαμψία και αντοχή, όταν το αλουμίνιο ”κρατάει” το βάρος σε χαμηλά επίπεδα. Βιδωμένες, καρφωμένες και κολλημένες ενώσεις δεν είναι πάντα η ιδανική λύση. Και έως πολύ πρόσφατα, η ένωση αλουμινίου και χάλυβα ήταν περιορισμένη. Υπάρχουν πολλοί λόγοι γι’ αυτή την δυσκολία.
Αυτοί είναι:
* οι φυσικές ιδιότητες αυτών των δύο μετάλλων και οι ιδιαιτερότητες τους, όπως η θερμοκρασία τήξης τους
* η θερμική διαστολή και
* η θερμική αγωγιμότητά τους.
Επίσης γεγονός είναι ότι τα δυο μέταλλα μεταξύ τους, έχουν περιορισμένη αναμειξιμότητα όταν βρίσκονται σε ρευστή κατάσταση.
Η τεχνολογία CMT δημιουργεί μια ένωση δύο χαρακτηριστικών και ίσως είναι καλύτερα να περιγραφεί σαν ”braze-welding”. Στην πλευρά του χάλυβα γίνεται συγκόλληση επιφανειακή brazing, γιατί η εισαγωγή χαμηλής θερμοκρασίας δεν επηρεάζει το υλικό σε βάθος. Αυτή η ενέργεια όμως για το αλουμίνιο, είναι επαρκής για την τήξη του και για την συγκόλληση του.
Για να επιτύχουμε όμως μια ανθεκτική ένωση, πρέπει το φύλλο του χάλυβα να είναι γαλβανισμένο με μία στρώση ψευδάργυρου, πάχους τουλάχιστον 10μm.
Το γαλβάνισμα λειτουργεί σαν βοήθημα στη συγκόλληση των δύο υλικών. Εκτεταμένες δοκιμές στη βιομηχανία, έχουν δείξει ότι η συγκόλληση CMT πληρεί όλες τις προδιαγραφές δύναμης και αντοχής στη διάβρωση.
Οι σχεδιαστές μπορούν να σχεδιάζουν ελαφρές και ανθεκτικές κατασκευές με χρήση αλουμινίου και χάλυβα και οι συγκολλητές να εκτελούν με ευκολία το έργο.
Με λίγα λόγια η συγκόλληση CMT της FRONIUS, ανοίγει νέους ορίζοντες στην τεχνολογία της συγκόλλησης ανομοιογενών υλικών και ελασμάτων μικρού πάχους.