Kaynak İşlemlerinin Sınıflandırılması: 7 Çeşit

Bu makale yedi ana tip kaynak işlemine ışık tutuyor. Türleri: 1. Manuel Kaynak 2. Yarı Otomatik Kaynak 3. Otomatik Kaynak 4. Otomatik Kaynak 5. Uyarlanabilir Kontroller 6. Uzaktan Kaynak 7. Robotik Kaynak.

Tip # 1. Manuel Kaynak:

Kaynak sırasındaki tüm işlemlerin elle yapıldığı anlamına gelir. Bununla birlikte, "kaynak kafası ile iş arasındaki göreceli hareket" olan aşama 4'ün, iş parçasını kaynak için yaklaşık doğru hızda hareket ettiren kaynak manipülatörü gibi bir miktar mekanik destek içerebileceğini unutmayın.

Yerçekimi motoru olarak adlandırılan böyle bir manipülatör, Şekil 21.1'de gösterilmiş olup, kaynakçı, ağırlığı ağırlaştırmaktadır, daha sonra, kenarı tutarak ve parmaklarının arasından istenen hızda çalışmasına izin vererek masanın hızını kontrol ederek daha düzenli ve sürekli kaynaklar üretmektedir. aşağı kaynak pozisyonunda dairesel dolandırıcılar.

Manuel kaynak, SMAW, GTAW, oksi-yakıt gazı kaynağı ve plazma ark kaynağı işlemlerinde en popüler olanıdır.

Tip # 2. Yarı Otomatik Kaynak:

'GMAW'daki tel besleme hızı gibi kaynak değişkenlerinin kontrolü veya bir tabanca kaynağı ile direnç kaynağındaki akımın süresi olan bu sistemde aşama 5 otomatiktir ancak kaynaklama araçları el altında tutulur. Aşama 4, yani kaynak kafası ile iş arasındaki göreceli hareket normalde manueldir, ancak konveyör kayışı veya iş manipülatörü gibi mekanik araçlar kullanılabilir. Böylece, GMAW işlemi, kaynakta kaliteyi ve üretkenliği arttırmak için yerçekimi motoruyla birlikte kullanılabilir.

'Çalıştırma ve durdurma' olan 3. ve 6. aşamalardaki çeşitli işlemler tek bir açma-kapama düğmesi yardımıyla otomatik olarak sırayla gerçekleştirilebilir.

Yarı otomatik kaynak sistemi, GMAW ve FCAW ile en popüler olanıdır. Bu tekniği GTAW, SAW ve ESW işlemlerinde kullanmak mümkün olsa da, nadiren kullanılır.

Tip # 3. Otomatik Kaynak:

En azından aşama 5'in 'kaynak değişkenlerinin kontrolü' olduğu ve aşama 4 yani 'kaynak kafası ile iş arasındaki göreceli hareketin' otomatik olduğu bir sistemdir. Genellikle bir sıralama cihazında çalışan tek bir anahtar, güç ve tel ve gaz gibi sarf malzemeleri için kontrolleri çalıştırır. Bu ayrıca, eğer varsa, krater doldurma cihazını otomatik olarak harekete geçirebilir. Şekil 21.2, tipik bir otomatik kaynak sistemi için bir blok diyagramı göstermektedir.

Otomatik bir kaynak sisteminde, 1, 2, 7 ve 8 etapları elle yapılır veya manuel olarak başlatılır. Yukarıdaki mantıkla, yerçekimi kaynağı, taşınabilir bir otomatik kaynak yöntemi olarak sınıflandırılır.

Otomatik kaynak sistemi, SAW ve ESW işlemlerinde en popüler olanıdır. Ayrıca GTAW, GMAW, FCAW ve plazma ark kaynak işlemlerinde sınırlı bir şekilde kullanılır.

Tip # 4. Otomatik Kaynak:

Otomatik bir kaynak sistemi, bir kaynak operatörü tarafından kontrollerin ayarlanması gerekmeden parçaların montajından ve kaynak başlığına aktarılmasından sekiz aşamanın hepsini gerçekleştirir. Bir veya daha fazla aşamada tamamlanabilen kaynak ve tamamlanan ürünün son fırlatılması manuel müdahale olmadan mekanik olarak gerçekleştirilir. Otomatik kaynağın önemli bir yönü, kullanıcının operasyonu sürekli izlemesi gerekmemesidir. Otomatik kaynakla karşılaştırıldığında bu, verimliliği artırma, kaliteyi geliştirme ve operatör yorgunluğunu azaltma eğilimindedir.

Şekil 21.3'te mini bilgisayar, çoklu programlayıcı ve bir aldatmaca izleme birimi kullanan otomatik bir kaynak sistemi için bir şematik diyagram gösterilmektedir. Otomatik kaynak sistemleri SAW, GMAW ve FCAW işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sınırlı bir ölçüde GTAW, PAW ve ESW, otomatik modlarda da kullanılır.

Şekil 21.3 Otomatik bir kaynak sistemi için şematik diyagram

Tip # 5. Uyarlamalı Kontroller:

Otomatik ve otomatik kaynak sistemlerinin artan kullanımı ile kaynak kafasının tam olarak bağlantı yolu boyunca hareket etmesini sağlamak ve istenen özelliklerde ve kalitede kaynak elde etmek şarttır. Bu genellikle uyarlanabilir kontroller adı verilen cihazlar kullanılarak yapılır.

Kaynak sistemlerinde uyarlanabilir kontroller bu nedenle, aldatmaca izleme ve kalite kontrolü gibi iki amacı yerine getirir.

Birkaç çeşit dikiş izleme cihazı vardır. En basit olanı Şekil 21.4'te gösterilmiştir. birleşme yerini fiziksel olarak takip etmek için yaylı tekerlekleri kullanan mekanik bir takipçidir. Bu sistem, uzun yatay veya dikey yollar için tatmin edici bir şekilde çalışır, ancak Şekil 21.5'te gösterilen bu tür dolandırıcılık izleyicisinin iki konumundan açıkça görüldüğü gibi kavisli bir yol boyunca dikiş takibi için faydalı olmayabilir.

Diğer dikiş izleme sistemleri, hafif elektronik probları kullanan elektro-mekanik cihazları içerir. Bununla birlikte, çoklu geçiş kaynakları ve kare oluk kaynakları takip etme yetenekleri sınırlıdır. Bunlar ayrıca kaynak ısısından da olumsuz etkilenir.

GTAW işleminde kullanılan diğer bazı sistemler, yolu korumak için ark voltajı kontrolünü kullanarak ark algılamayı temel alır. Ark dikiş izlemenin daha sofistike versiyonları, arkın salınımını yapan ve eklemin konumunu algılamak için ark karakteristiklerindeki değişimi yorumlayan bir mekanizma kullanır. Böyle bir sistem, belirli bir kaynak işleminde arzu edilebilir veya istenmeyebilir ve salınım gereklilikleri ile hareket hızında sınırlı olabilir.

Bugüne kadarki en karmaşık dolandırıcılık izleme sistemleri, kaynak ekleminin iki veya üç boyutlu görüntüsünü elde etmek için Şekil 21.6'da gösterilen video kameraları veya diğer cihazları kullanan optik tiplerdir. Bu görüntüler bir bilgisayar sistemi tarafından kaynak kafasının bağlantı yolunu doğru bir şekilde takip etmesini sağlamak için kullanılır.

Lazer ışını kullanan optik dikiş izleme sistemi, kaynak için istenen yolu takip etmede yüksek doğruluk elde etmek için en son yöntemdir. Bununla birlikte, keskin köşeler ve kaynak ısısı ve dumanının etkisi, hala tamamen üstesinden gelmeyen sorunlar yaratmaktadır.

Direnç kaynağında proses içi kalite kontrol için kullanıldığında uyarlanabilir kontroller, işlemin yeterli büyüklükte bir külçe oluşana kadar devam etmesini sağlar.

Bazı uyarlamalı kontroller kullanıldığında, ana işlem moduna "dolandırıcılık takibi ile" veya "uyarlamalı kontrol" ifadesi eklenir, örneğin, "dolandırıcılık takibi ile otomatik kaynak veya proses içi kalite kontrolüyle dirençli nokta kaynağı" .

Tip # 6. Uzaktan Kaynak:

Uzaktan kaynak ve otomatik kaynak çok ortaktır. Her iki durumda da kaynak, bir insan kaynağı operatörünün acil varlığı olmadan yapılır. Otomatik kaynak durumunda, operatör kaynak işleminden sadece birkaç metre uzakta olabilir, ancak kaynak makinesi de birkaç metre uzakta olabilir.

Bunun nedeni operasyonlar sırasında izleme ve ayarlamalar gerekmemesidir. Çoğu durumda kaynak işlemi perdelerin arkasında gerçekleştirilir, böylece operatör işlemleri bile göremez veya yaydan etkilenmez.

Uzaktan kaynak, otomatik kaynak işlemine çok benzer, çünkü kaynak operatörü kaynak yerinde değildir ve çok uzakta olabilir. Bununla birlikte, fark, otomatik kaynağın, aynı özdeş kaynağı zamandan sonra yapmak için normal olarak tasarlanmasıdır. Uzaktan kaynak genellikle, her kaynağın öncekinden farklı olabileceği bakım işlemlerini içerir.

Aynı kaynağın tekrar tekrar yapıldığı durumlarda, uzaktan kaynak otomatik kaynağa benzer hale gelir. Uzaktan kaynak kullanımı, nükleer santrallerin artmasıyla daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Genel olarak, yüksek radyoaktivite seviyesinin olduğu gibi, düşmanca bir atmosfer nedeniyle insanların bulunamadığı yerlerde gerçekleştirilir. Bu nedenle bakım üniteleri kaynak dahil uzak işleri içermelidir.

Uzaktan kaynağın tipik uygulamalarından bazıları, radyoaktif maddelerin metal kaplara sızdırmazlığını içerir. Yakıt elemanlarının ve hedef çubukların sızdırmazlığı, nükleer endüstrideki Şekil 21.12'de gösterildiği gibi uzaktan kaynakla da gerçekleştirilir.

Uzaktan kaynak, yüksek korozif çözeltilerin kullanıldığı bazı radyo kimyasal işleme tesislerinde uygulama bulur. Servis koşullarının elde edilebilecek en yüksek kaynak kalitesini gerektirdiği nükleer reaktörler etrafında da yapılır. Sızdıran ısı eşanjör borularının nükleer santrallerde tıkanması, otomatik GTAW ünitesini kullanan uzak kaynak için başka bir uygulamadır.

Radyo aktif atmosferdeki boru kaynak bağlantıları, otomatik GTAW kafaları kullanılarak uzaktan da yapılır. Borulardaki ve borulardaki uzaktan kaynaklar, ekipmanla normal şartlarda yapıldığı gibi yapılır.

Tip # 7. Robotik Kaynak:

Robotik kaynak temelde otomatik kaynak sisteminin bir parçasıdır, ancak şu anda mevcut olan tüm teknolojilerin dışında belki de en heyecan verici olan ve kaynak otomasyonunda özel bir referansa ihtiyaç duyduğu için ayrı ayrı ele alınmaktadır. Eklemli robotlar, bir erkeğin kaynak ortamındaki üretken hareketlerini yakından taklit edebilir ve limitler dahilinde, monotonların çoğunun gerçekleştirilmesi ve dolayısıyla sanayide bolca karşılaşılacak olan yorucu görevlerin yerine getirilmesi için kabul edilebilir bir alternatif sunar. Bu bağlamda, bir robot birçok ark kaynağı görevi için uygun maliyetli bir çözüm olabilir.

En basit haliyle, bir robot irade ile programlanabilen bir manipülatördür. Manipülatör, elektrik motorları gibi aktüatörler tarafından tahrik edilir ve bir bilgisayar tarafından kontrol edilir. Çoğu kaynak robotunun hareket ettiği beş veya altı ekseni vardır. Bu eksenlerin bazıları doğrusaldır, diğerleri ise rotasyoneldir.

Doğrusal ve dönme eksenlerinin bir kombinasyonu, bir robotu belirli bir görev veya bir dizi görev için aşağı yukarı uygun hale getirir. Robot kontrol ünitesinde, programların saklanabileceği bir hafıza vardır ve bu programlar istendiğinde oynatılabilir. Bu şekilde, öğretilen programlar ileride kullanılmak üzere yakalanabilir. Robotlar bu esnekliğe sahip olduklarından, sadece bir göreve adanmış sabit otomasyondan farklıdırlar. Şekil 21.13, eklemli bir robot kullanan bir robotik kaynak sisteminin temel elemanlarını göstermektedir.

Kuşkusuz, robotlar şu anda insanlar tarafından yapılan tüm işleri yapamazlar ve yapacakları şüphelidir. Egzotik malzemelerin kaynaklanması veya erişimin ciddi şekilde sınırlı olduğu yerlerde, ön kaynak işlemlerinin toleransının yeterince hafif olmadığı veya bileşenlerin kaynak sırasında uygun şekilde kenetlenemediği durumlarda, bir robot kullanma alanı azaltılır.

Bu sınırlamalara rağmen, bir robot sisteminin değerini kanıtladığı pek çok uygulama var çünkü kaynak bir büyüme alanı olamıyor çünkü işlem doğal olarak emek yoğun, genellikle yüksek oranda tekrarlı ve çevreci olarak tatsız bir iştir. oldukça kolay bir şekilde robota aktarılabilir. Ayrıca kaynak işleminin sıklıkla bir iş manipülatörünün kullanılmasını da içermesi tesadüf eseridir, kendi hareketlerinden dolayı robota öğretilmesi gereken programı kolaylaştırabilen ve kolayca olabilen bir cihazdır. ikincisi ile arayüzlü.

Bu nedenle, etkili robotik kaynak sadece kontrol elektroniği ve kaynak paketi arasında doğru bir arayüz oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda çok dar bantlarda çalışan hassas üretilmiş, programlanabilir iş parçası taşıma ekipmanlarına da dayanır.

Kaynak Robotları Çeşitleri:

Kaynak alanında, ilk olarak otomobil endüstrisinde spot kaynak için robotlar tanıtıldı ve bu alanda iyi bir şekilde oturdular. Bununla birlikte, mevcut vurgu MIG kaynak robotlarının geliştirilmesi üzerinedir. Son zamanlarda TIG kaynağı robotları bile geliştirilmiştir, çünkü TIG kaynağı, kaynak torçunun tam olarak yerinde tutulması ve kaynakçının yoğun şekilde titreşen tungsten elektrot arkına dayanması gereken zor, yavaş ve dolayısıyla yorucu bir çalışmadır.

Eklemin bir dolgu teli gerektirmesi durumunda, durum daha da kötüdür çünkü diğer yandan teli doğru açıda ve eşit hassasiyette beslemesi gerekir. İş parçası, çeşitli açılardan birkaç kısa mafsalla veya simetrik olmayan boru mafsalları durumunda karmaşık bir şekildeyse, şimdiye kadar uygun bir ekipman mevcut değildir. TIG kaynağı yalnızca ana malzeme özel bir alaşım olduğunda veya üretimde herhangi bir kaynak hatası olmadan tam penetrasyon yapılması gerektiğinden kaynaklandığı için, yalnızca bazı özel uygulamalar için yaygındır.

Bununla birlikte, uçak mühendisliği, gıda maddesi makineleri imalatı, kimyasal işlem endüstrisi mühendisliği ve itfaiye kolu ve hassas aletler imalatı gibi endüstrilerdeki kritik bağlantıların imalatında kullanıldığından, endüstriyel kullanım için TIG kaynak robotları geliştirildi. kaynak tabancası ve dolgu telini bağlantıya besler. Şekil 21.14, dikiş takibi için kızılötesi tarayıcı kullanan TIG kaynak sisteminin temel elemanlarını göstermektedir.

Şekil 21.14 Dolandırıcılık takibi için kızıl ötesi ışın tarayıcı kullanan bir TIG kaynak robot sistemi

Kaynak robotu endüstrisindeki en son gelişme, kaynaklanacak parçalar büyük düzensizlikler gösterdiğinde ark kaynağı için lazer tabanlı bir görme sistemi kullanan bir robotun tanıtılmasıdır. Böyle bir robot, varyasyonları algılayabilir ve bunları gerçek zamanlı olarak insanların yaptığı gibi düzeltebilir.

Bir kaynak robotunun etkin kullanımı için, ayar prosedürünü takip etmek esastır, aksi halde sırasıyla Şekil 21.15 ve 21.16'da alın ve alın kaynaklarında belirtilen sonuçta düşük kaliteli kaynakların ortaya çıkmasına neden olabilir. Ayrıca, kötü bir prosedür, Şekil 21.17'de gösterildiği gibi iş parçasının ek hareketini gerektirebilir; bu da üretimde gecikmeye ve ürün maliyetinin artmasına neden olabilir.

Robot Kullanımında Alınacak Önlemler :

Bir robotun kullanımı hiçbir şekilde herhangi bir kaynak kurulumunun mevcut güvenlik gereksinimlerini ortadan kaldırmaz. Robot kesinlikle yardımcı olacaktır çünkü kullanımı insanların tehlikeli veya sağlıksız durumlardan uzaklaştırılmasını sağlar. Bu, yalnızca iş ilişkilerini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda bazı durumlarda yasaların gerektirdiği dinlenme molalarının ortadan kaldırılmasıyla da verimliliği artırabilir.

Robotun çevreye getirdiği risk, robotun doğrudan beynine enjekte edilen sinyallere cevap verecek kör, sağır ve dilsiz bir otomasyon olarak kabul edilmesi durumunda en iyi şekilde anlaşılır. Bununla birlikte, robotlar bir insanın becerilerini yakından taklit edebilir, ancak bu yalnızca ortamın sabit kalması durumunda geçerlidir.

Bir robotun en büyük gücü, ısı, ışık, radyasyon vs.'yi görmezden gelebilmesidir. En büyük zayıflığı, insanların çevremize karşı sahip oldukları doğal bir tepkiye sahip olmamasıdır. Bu gerçekler ışığında, robotların ve insanların iyi bir şekilde karışmadığı ve geçişlerin robot sistemiyle iletişim kurmasına izin verilen personele verilmesi gerektiği kabul edilmelidir.

Robot sistemleri, bilgisayar elektroniği, mekanik ve kontrol sistemlerinin karmaşık etkileşimleridir. Beklenmedik şekillerde parçalanabilirler ve çevredeki insanları ve süreçleri korumak için önlemler alınmalıdır. Bu başarısız güvenli olarak adlandırılır. Acil durumlarda her zaman manuel olarak geçersiz kılma için bir hüküm olmalıdır.

Uygulamalar:

Robotlar, insanlar için tehlikeli olabilecek işlerde veya verimliliği sürdürmenin zor olduğu kirli veya yorucu işlerde ortaya çıkar. Verimliliğin artması nedeniyle maliyetlerin azaltılmasının yanı sıra, robotların diğer avantajları tutarlı doğruluk, malzemelerin minimum israfı, işçilik ücretlerinin dengelenmesidir, çünkü hiçbir iş ücret ödememek anlamına gelmez ve son olarak kalifiye personel sıkıntısı sorun olmaz.

Teorik olarak, bir robot bir kereye mahsus bir iş için bile kullanılabilir ancak görevin geleneksel yöntemlerle aynı anda tamamlanabilmesi için sürekli olarak bir robotun programlanması zaman kaybı olacaktır. Bununla birlikte, parti üretimi ve parti herhangi bir düzende tekrar ediyorsa, haftalık veya aylık olarak söylüyorsa ve armatürler ilk kaynak için kullanıldıktan sonra doğru bir şekilde yerleştirilebiliyorsa, bir robotun kullanımı birçok bileşen üzerine yayılabilir. .

Parti büyüklüğü de çok büyük olduğunda, sabit otomasyonun daha iyi bir teklif olamayacağını anlamak için robotun tekrar incelenmesi gerekir. Bu koşullarda, parti her yıl değişirse robotlar haklı çıkarılabilir, böylece yeniden takımlama maliyetleri sınırlanabilir.

Kaynağın boyutu genellikle erişimin korunabilmesi koşuluyla elleçlemede zorluk çıkarmaz. Öte yandan, kaynaklanacak malzemenin kalınlığı dokümanlar, örneğin metal çok ince hale geldiğinde, 1 mm'den az olduğunda, kaynak çok daha kritik hale geldiğinde, birçok kısıtlama getirmektedir.

Kaynak, yanmayı önlemek için çok hızlı bir şekilde döşenmelidir 've kaynak, kaynak sırasında ciddi bozulmalara eğilimlidir. Bu istenmeyen koşullar, temel olarak nispeten sabit bir kaynak koşulları kümesi bekleyen robota uymaz. Zorlukların yaşandığı durumlarda, bazen ürünü yeniden tasarlamak veya robota uyacak şekilde çalışmayı yeniden planlamak mümkündür. Bu nedenle, kaynak robotunun kullanımının ürün tasarımındaki değişiklikleri de uyarması muhtemeldir, böylece bağlantı noktalarına erişim daha kolaydır ve geliştirilmiş kaynak yüzey kalitesi nedeniyle daha fazla dış kaynak belirtilebilir.

Robot Maliyetleri :

Bir ark kaynak robot sisteminin maliyeti, Rs.25 lakh ile Rs.30 lakh arasında değişebilir. Bir robot ark kaynak sisteminin 10 ila 20 yıllık bir hizmet ömrü vermesi beklenir. Sistem bundan daha eski hale gelirse, muhtemelen eski ve göreceli olarak yetersiz olacaktır. Ayrıca, robot tedarikçilerinden her modelin robotları için sürekli yedek parça bulundurmalarını beklemek makul değildir.

Verimlilik açısından, robotların en iyi manuel üretkenliğe göre yüzde 200 ila 300 arasında bir artış sağlaması bekleniyor.

Normal şartlar altında bir robot 2 ila 3 yıllık bir süre boyunca kendisi için ödeme yapar. Bakım maliyetleri nispeten düşüktür ve ortalama olarak bir robot arızalar arasında yaklaşık 500 saat veya yaklaşık 3 ay çalışma süresi boyunca çalışır.