Συγκόλληση υψηλής απόδοσης ΤΙΜΕ

Γράφει o
Εμμανουηλίδης Ιωάννης
4 Pro Ltd / FRONIUS

ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΤIME
ΓΙΑΤΙ Ο ΧΡΟΝΟΣ ΕΙΝΑΙ ΧΡΗΜΑ!

1. Ιστορικό

Η διαδικασία συγκόλλησης ΤΙΜΕ (Transferred Ionized Molten Energy) επινοήθηκε από τον Καναδό John Church.
Η διαδικασία είναι μία εξέλιξη της συμβατικής διαδικασίας MAG, και βασίζεται σε συνδυασμό της αύξησης ταχύτητας του σύρματος, της χρήσης ειδικών προστατευτικών αερίων και μίας μεγαλύτερης απόστασης του ακροφύσιου από το υλικό προς συγκόλληση.

Αυτή η νέα υψηλής απόδοσης διαδικασία συγκόλληση, χρησιμοποιήθηκε αρχικά στην πράξη στην Ιαπωνία και τον Καναδά στη δεκαετία του ’80. Το 1990, Η Fronius απέκτησε τα δικαιώματα να προωθήσει αυτή τη κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία, στην Ευρώπη. Η διαδικασία ΤΙΜΕ παρουσιάστηκε αρχικά στην Ευρώπη στην έκθεση συγκόλλησης της Βιέννης τον Ιούνιο του 1990.
Η διαδικασία ΤΙΜΕ, έχει κερδίσει μια σημαντική θέση στη βιομηχανία, ως πρωτοπόρος και παράλληλα οικονομική διαδικασία συγκόλλησης. Εξοπλισμένη με τρίτης γενιάς τεχνολογία ? τώρα πλήρως ψηφιακή – είναι ήδη στην διάθεση των ενδιαφερομένων εδώ στην Ελλάδα, από την Fronius.

Η υψηλής απόδοσης συγκόλληση GMA (GMA-HP) αναφέρεται στις διαδικασίες συγκόλλησης με προστασία αερίου, όπου ένα ή περισσότερα συμπαγή σύρματα, διαμέτρων 1,0 χιλ. ή 1,2 χιλ., χρησιμοποιούνται με ταχύτητα τροφοδοσίας σύρματος, μεγαλύτερη των 15 μέτρων ανά λεπτό. Η υψηλής απόδοσης συγκόλληση, χρησιμοποιείται κυρίως για την συγκόλληση δομικών χαλύβων.

3. Αρχή

Η υψηλής απόδοσης συγκόλληση (συγκόλληση HP) με χρήση μονού σύρματος μπορεί να πραγματοποιηθεί στις χειρoκίνητες αλλά και στις πλήρως αυτοματοποιημένες συγκολλήσεις.
Η μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ποικίλλει κατά πολύ και προσδιορίζεται από την προετοιμασία συγκόλλησης των ραφών και τη θέση της συγκόλλησης.
Καταρχήν, είναι μεταξύ των 15 και 22 μέτρων ανά λεπτό για διάμετρο σύρματος 1,2 χιλ. Όσον αφορά τη μέγιστη ταχύτητα συγκόλλησης, το ανώτερο όριο για τη χειρoκίνητη συγκόλληση HP είναι περίπου τα 50 εκατοστά ανά λεπτό.

Η υψηλής απόδοσης διαδικασία συγκόλλησης μονού σύρματος MAG, παντρεύει την πολύ υψηλή αποδοτικότητα με την άψογη ποιότητα της ραφής της συγκόλλησης. Αυτή η διαδικασία συγκόλλησης είναι αλληλεπίδραση διάφορων παραγόντων:
Μηχανές συγκόλλησης με τεχνολογία νέας γενιάς , υψηλής απόδοσης τροφοδότες σύρματος και πολύ ανθεκτικές υδρόψυκτες τσιμπίδες συγκόλλησης. Όλα στο σύνολό τους, σε συνδυασμό με την τέλεια και μοναδική τεχνογνωσία συγκόλλησης TIME από την Fronius.
Αυτό ανοίγει νέες προοπτικές στην παραγωγικότητα και στην ποιότητα των συγκολλήσεων. Μεταξύ των διακριτικών πτυχών αυτής της διαδικασίας, είναι η άψογη εμφάνιση των ραφών της συγκόλλησης, μηχανικές και τεχνολογικές ιδιότητες, αλληλεπιδράσεις της συγκόλλησης, πολύ ικανοποιητική ένωση των υλικών και χαμηλή τάση πιτσιλίσματος.
4. Αέρια προστασίας

Δεδομένου ότι η υψηλής απόδοσης συγκόλληση μονού σύρματος χρησιμοποιήθηκε πρώτα απ’ όλα για τους μη κραματομένους και τους ελαφρά κραματομένους χάλυβες, τα αέρια προστασίας που χρησιμοποιήθηκαν ήταν με ένα ενεργό τμήμα αερίου (οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα).

Στις αρχές της δεκαετίας του ’90, το αέριο που προσφέρθηκε συχνότερα για υψηλής απόδοσης συγκόλληση μετάλλων, ήταν ένα τεσσάρων συστατικό μείγμα (αργό 65%, ήλιο 26,5%, διοξείδιο του άνθρακα 8%, οξυγόνο 0,5%). Ερευνητική εργασία και πρακτική εμπειρία στα έτη που ακολούθησαν, έδειξαν ότι μείγματα 2 και 3 συστατικών έφεραν αποτελέσματα συγκόλλησης εξίσου καλά, και μερικές φορές ακόμα και καλύτερα.

Όταν η ταχύτητα σύρματος είναι περίπου 20 μέτρα το λεπτό και πιο πάνω, μπορεί να εμφανιστεί αστάθεια τόξου, που οδηγεί σε ατέλειες στη συγκόλληση. Προκειμένου να αποτραπούν αυτά τα σφάλματα, είναι ενδεδειγμένο να γίνει συστηματική και σωστή επιλογή των αερίων προστασίας της συγκόλλησης, για να σταθεροποιηθεί το επιθυμητό τόξο της συγκόλλησης. Μίγματα Ar-CO2 με 15 – 25% CO2 σταθεροποιούν το τόξο ψεκασμού, ενώ αντίστοιχα μίγματα Ar-O2 με 3 – 5% οξυγόνο, επιτρέπουν τη σταθερή περιστροφή του τόξου σε μία ταχύτητα σύρματος 20 μέτρων το λεπτό και πάνω (σύρμα διαμέτρου 1,2 χιλ.).

Μείγματα ηλίου (15 – 50 %) δεν έχουν καμία σημαντική επίδραση επάνω στον τύπο του τόξου. Εντούτοις, εξ αιτίας του θερμότερου τόξου, προσφέρουν ορισμένα πλεονεκτήματα από την άποψη της μέγιστης ταχύτητας συγκόλλησης που μπορεί να επιτευχθεί. Επίσης, η υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα του ηλίου (σε σύγκριση με το αργό), οδηγεί στη βελτιωμένη τήξη, ειδικά στα χοντρά ελάσματα.

Ο ποσότητα ροής του αερίου πρέπει να προσαρμοστεί στην απόσταση των ακροφυσίων και τη διάμετρο του φλογοκρύπτη, και μπορεί να υπολογιστεί περίπου στο 10% επάνω από ότι χρησιμοποιούμε σε μία συμβατική συγκόλληση μετάλλων. Αυτό το ποσοστό ροής είναι απαραίτητο, προκειμένου να παρασχεθεί ικανοποιητικό αέριο προστασίας, σε ένα μεγαλύτερο λουτρό τήξης και σε υψηλότερη ταχύτητα συγκόλλησης. Εντούτοις, λαμβάνοντας υπόψη τις υψηλότερες ταχύτητες στην υψηλής απόδοσης συγκόλληση MAG, ο χρόνος που είναι αναμμένο το τόξο συγκόλλησης μικραίνει ανάλογα. Κατά συνέπεια, η γενική κατανάλωση αερίου είναι μερικές φορές μικρότερη από ότι είναι σε μία συμβατική συγκόλληση μετάλλων με ενεργό μείγμα.

Τα ακόλουθα μείγματα αερίου είναι για κοινή χρήση, και είναι αποδεδειγμένα κατάλληλα για τους διάφορες εφαρμογές:

Corgon He 30 Corgon 18 Corgon He 25C Corgon He 25S
30% He 18% CO2 25% CO2 3,1% O2
10% CO2 82% Ar 25% He 25% He
60% Ar – 50% Ar 71.9 % Ar

5. Πλεονεκτήματα

Υψηλότερο ποσοστό εναπόθεσης
Λόγω της υψηλής ταχύτητας σύρματος, τα ποσοστά εναπόθεσης πάνω των 10 κιλών ανά ώρα, είναι δυνατά στην βασική θέση συγκόλλησης, και πάνω από 5 κιλά ανά ώρα σε συγκολλήσεις με πιο δύσκολες θέσεις συγκόλλησης. Σε μερικές περιπτώσεις, αυτά τα ποσοστά εναπόθεσης είναι υψηλότερα σε σχέση με την συγκόλληση βυθιζόμενου τόξου και τη συγκόλληση παραγεμισμένου σύρματος.

Αξιόπιστη διείσδυση
Η ποσότητα ήλιου στο αέριο προστασίας, προκαλεί τη βαθιά διείσδυση, που κατά συνέπεια έχει την ενίσχυση των ραφών της συγκόλλησης.

Καλή εμφάνιση ραφών συγκόλλησης
Όμορφες ραφές συγκόλλησης, με καθαρή επιφάνεια και ισχυρή ένωση των υλικών προς συγκόλληση, είναι μερικά από τα οφέλη αυτής της διαδικασίας συγκόλλησης. Τα χαμηλότερα επίπεδα πιτσιλίσματος, είναι ένα άλλο σημείο υπέρ αυτής της διαδικασίας.

Υψηλή ευελιξία
Ο εξοπλισμός συγκόλλησης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και για άλλες διαδικασίες συγκόλλησης. Η διαδικασία ΤΙΜΕ μπορεί να εφαρμοστεί σε όλα τα πάχη φύλλων λαμαρίνας.

Καλή συγκόλληση σε όλες τις θέσεις
Η συγκόλληση με υψηλά ποσοστά εναπόθεσης είναι δυνατή, ακόμα και σε δύσκολες θέσεις συγκόλλησης. Η εμφάνιση πιτσιλίσματος σε συγκόλληση σε θέση ουρανό, ελαχιστοποιείται, σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους συγκόλλησης.
Χαμηλότερη εισαγωγή θερμότητας
Λόγω της υψηλότερης ταχύτητας συγκόλλησης, υπάρχει μικρότερη εισαγωγή θερμότητας, και κατά συνέπεια λιγότερη παραμόρφωση.
Αξιόπιστη ικανότητα αντιγραφής
Επειδή οι παράμετροι συγκόλλησης κατά την εργασία αποθηκεύονται στην μνήμη, υπάρχει η δυνατότητα αναπαραγωγής των αποτελεσμάτων, με ακριβώς ίδια χαρακτηριστικά, όπως της τελευταίας συγκόλλησης.

Λιγότερες ραφές συγκόλλησης
Επιτρέπει μια μικρότερη γωνία συγκολλητικού υλικού στην συγκόλληση ελασμάτων μεγάλου πάχους, με αποτέλεσμα μικρότερο όγκο και κατά συνέπεια λιγότερων απαιτούμενων ραφών