سرعت حرکت ربات چه تاثیری بر کیفیت جوشکاری دارد؟

اگر تا به حال در یک مغازه جوشکاری وقت گذرانده باشید (یا حتی نمایشی در مورد تولید تماشا کرده باشید)، می دانید که سرعت چقدر حیاتی است - برای یک خط، یک مسابقه، و بله، حتی جوشکاری. اما نکته اینجاست: من چند سالی است که ربات های جوشکاری مشترک موبایل می فروشم، و یک سوال که همیشه برایم پیش می آید این است که "آیا سرعت حرکت ربات واقعا کیفیت جوش را به هم می زند؟" این یک پاسخ تصادفی نیست، "بستگی دارد" - علم واقعی پشت آن وجود دارد، و اگر سازنده ای هستید که سعی می کنید هزینه ها را بدون سوزاندن قطعات کاهش دهید، این مهم است.

بیایید با اصول اولیه شروع کنیم. کیفیت جوش فقط به زیبا به نظر رسیدن نیست (اگرچه جوش های زیبا به بازرسی کمک می کنند). این در مورد نفوذ، همجوشی، بدون تخلخل و حداقل پاشش است. سرعت حرکت ربات مستقیماً مدت زمان قرار گرفتن حوضچه جوش در معرض منبع گرما را کنترل می کند - معمولاً MIG، TIG یا پلاسما برای روبات های مشترک. خیلی سریع، و به فلز زمان کافی نمی دهید تا به درستی ذوب شود یا فلز پرکننده (در صورت استفاده) به محل اتصال جاری شود. خیلی کند است و فلز پایه را بیش از حد گرم می کنید و باعث تاب خوردگی، سوختگی یا حتی ترک می شود. این یک تعادل محکم است، به خصوص زمانی که با یک راه‌اندازی موبایل در مقابل یک بازوی ثابت کار می‌کنید، بعداً روی آن بیشتر می‌شوید.

بیایید تاثیر سرعت را بشکنیم. اول، نفوذ: به این میزان است که جوش در فلز پایه ذوب می شود، که برای قطعات ساختاری غیرقابل مذاکره است (تجهیزات مزرعه، قاب های فلزی یا براکت های سنگین). اگر ربات خیلی سریع حرکت کند، گرمای ورودی در واحد طول کاهش می یابد. به عنوان مثال، اگر جریان جوش شما 180 آمپر و ولتاژ 24 ولت است، حرکت با سرعت 10 اینچ در دقیقه (ipm) در مقابل 20 ipm به این معنی است که نیمی از گرما به هر اینچ اتصال اعمال می شود. فلز نازک ممکن است با حرکات سریع از بین برود، اما فولاد ضخیم؟ شما یک جوش کم عمق و ضعیف خواهید داشت که تحت فشار می‌شکند. من سازنده‌ها را دیده‌ام که این را با قطعات قدیمی خیلی سریع آزمایش می‌کنند، و هر بار در طول آزمایش کشش جوش می‌شکند.

سپس همجوشی وجود دارد: این زمانی است که حوضچه جوش هر دو قطعه فلز پایه را ذوب می کند تا به هم بچسبند، نه فقط پرکننده که در بالا قرار دارد. سرعت آهسته ممکن است برای گرمای بیشتر مفید به نظر برسد، اما بسیار آهسته است و می توانید جوشکاری بیش از حد انجام دهید - پرکننده بیش از حد حوضچه می کند، با فلز پایه مخلوط نمی شود و اتصالات شکننده ایجاد می کند. تخلخل یکی دیگر از حباب‌های بزرگ گاز است که وقتی جوش خیلی سریع سرد می‌شود یا هوای زیادی در اطراف وجود دارد، ایجاد می‌شود. اگر ربات با سرعت مناسب حرکت کند، گاز می تواند قبل از جامد شدن فلز خارج شود. خیلی سریع، و فلز قبل از بیرون آمدن حباب ها خنک می شود. خیلی کند است و گرمای اضافی ممکن است هوا را به داخل مفصل بکشد. پاشیدن هم - هیچ کس دوست ندارد آن را تمیز کند. سرعت زیاد می‌تواند به قوس ناپایدار منجر شود، که باعث می‌شود پاشش در همه جا پرواز کند، در حالی که سرعت کم ممکن است باعث شود قوس در یک نقطه قرار بگیرد و باعث پاشش یا سوختن اضافی شود.

اکنون، من ربات‌های جوشکاری مشترک سیار را می‌فروشم، پس بیایید در مورد اینکه چگونه تحرک این را تغییر می‌دهد صحبت کنیم. روبات‌های ثابت در یک نقطه پیچ می‌شوند، بنابراین سرعت آن‌ها در یک منطقه کاری ثابت است. موبایل‌های متحرک روی چرخ‌ها می‌چرخند، بنابراین اگر کف کاملاً صاف نباشد، یا اگر قسمت ناهموار باشد، حرکت آن‌ها می‌تواند کمی تغییر کند. به همین دلیل است که تنظیمات تلفن همراه باید کنترل‌های سرعت کالیبره‌شده داشته باشند - اگر ربات شما از یک شیب کوچک در طبقه مغازه کندتر شود، ممکن است در آنجا دچار سوختگی شوید، در حالی که یک ضربه باعث افزایش سرعت آن می‌شود و از نقطه‌ای رد می‌شود. من یک بار با یک کارگاه کوچک تولیدی کار می کردم که از یک ربات ثابت به ربات جوشکاری مشترک متحرک ما تغییر می کرد و فکر می کردم "سرعت سرعت است" - آنها برای کف ناهموار دوباره کالیبره نکردند و مجبور شدند 20٪ قطعات خود را به مدت یک ماه دوباره کار کنند. هنگامی که آنها سرعت را برای هر بخش تنظیم کردند، این سرعت به کمتر از 2٪ کاهش یافت.

صبر کنید، همه ربات های جوشکاری یکسان نیستند، درست است؟ ما مدل های مختلفی را برای مشاغل مختلف ارائه می دهیم. به عنوان مثال، ربات جوشکاری 1600 برای قطعات بزرگ‌تری که بازوی ثابت نمی‌تواند به آن‌ها برسد، مناسب است، بنابراین سرعت برای ایجاد جوش‌های ثابت در سطح بزرگ‌تر اهمیت دارد. ربات جوشکاری مشترک قابل برنامه ریزی ما به شما امکان می دهد سرعت سفارشی را در هر مسیر جوش وارد کنید، که یک تغییر دهنده بازی برای قطعات با ضخامت درزهای مختلف مانند یک براکت است که در یک نقطه ضخیم و در نقطه دیگر نازک است. اگر فقط از سرعت تک سایز استفاده کنید، هر دو طرف را خراب خواهید کرد. همچنین، ربات جوش مغناطیسی ما برای نگه‌داشتن قطعات در جای خود در حین جوشکاری عالی است، بنابراین حرکت ربات باعث تغییر در وسط کار نمی‌شود، پایداری قطعه نیز به سرعت بستگی دارد، زیرا اگر قطعه حرکت کند، ربات باید جبران کند و ممکن است سرعت پایین بیاید.

بیایید وارد اعداد واقعی شویم. آزمایش رایجی که با مشتریان انجام می دهیم: فولاد نازک (1/8 اینچ) برای تریلرها. سرعت مطلوب 15-18 آی پی در دقیقه است. به 25 ipm بروید، و نفوذ 30٪ کاهش می یابد، جوش در طول آزمایش بارگذاری ثابت نمی شود. به ساعت 10 در دقیقه بروید و روی فلز نازک دچار سوختگی می شوید. برای فلز ضخیم تر (1/4 اینچ)، نقطه شیرین 10-12 آی پی در دقیقه کندتر است تا بدون گرم شدن بیش از حد، نفوذ کافی داشته باشد. این تصادفی نیست. این از آزمایشات داخلی ما است، بلکه از استانداردهای صنعت انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) که من همیشه توصیه می‌کنم آن را بررسی کنید زیرا فقط بحث فروش ما نیست.

عامل دیگر: زاویه سفر. سرعت ربات با زاویه حرکت آن در کشش در مقابل زاویه فشار در تعامل است. اگر از زاویه فشار (معمول برای MIG) استفاده می‌کنید، سرعت کمی آهسته‌تر ممکن است به فیوژن کمک کند، در حالی که زاویه کشیدن به لمس سرعت سریع‌تری نیاز دارد. اما اگر سرعت ربات شما خاموش باشد، حتی زاویه مناسب نیز آن را برطرف نمی کند. من از مشتریان داشتم که می‌پرسیدند آیا می‌توانند ربات را روی سرعت «متوسط» تنظیم کنند و آن را نادیده بگیرند، به هیچ وجه. هر مفصل، هر قسمت، هر ماده نیاز به تنظیم سرعت دارد. به همین دلیل است که روبات‌های مشارکتی برای کارهای دسته کوچک بهتر هستند، زیرا برخلاف ربات‌های خط ثابت که یک بار برای تولید انبوه تنظیم می‌شوند، می‌توانید سرعت را برای هر قطعه تغییر دهید.

در مورد اشتباهات رایج چطور؟ کاربران ربات های جدید اغلب سریع تر فکر می کنند = قطعات بیشتر در ساعت، بنابراین سرعت آنها افزایش می یابد. اما اگر جوش‌ها بد باشند، بیشتر از زمانی که با سرعت بالا صرفه‌جویی کرده‌اید، برای دوباره کاری یا از بین بردن قطعات وقت تلف می‌کنید. سال گذشته یکی از مشتریان به من گفت که با ربات قدیمی خود 10 قطعه در ساعت تولید می کنند، اما 3 قطعه آن ضایعات است. آنها به ربات مشارکتی جوشکاری ما تغییر دادند، سرعت صحیح را برای هر قطعه تنظیم کردند، 12 قطعه در ساعت دریافت کردند و نرخ ضایعات به 2٪ کاهش یافت. این یک بهینه‌سازی سرعت برد است فقط حرکت سریع‌تر نیست، بلکه حرکت با سرعت مناسب است.

و با روبات‌های متحرک، باید زمان راه‌اندازی را نیز در نظر بگیرید. اگر ربات را از یک ایستگاه کاری به ایستگاه دیگر منتقل می‌کنید، نمی‌خواهید ابتدا با سرعت کامل در اطراف محل کارگاه حرکت کند، بلکه وقتی نزدیک یک قطعه است، باید سرعت آن را به سرعت جوش کاهش دهید. ربات‌های ما دارای حسگرهای داخلی هستند که سرعت را بر اساس فاصله از قطعه تنظیم می‌کنند و حدس‌ها را از بین می‌برد. اگر ربات با نزدیک شدن به مفصل خیلی سریع حرکت کند دیگر نگران نباشید.

صبر کنید، آیا موردی وجود دارد که سریعتر بهتر باشد؟ شاید برای مواد بسیار نازک یا کاربردهای جوشکاری با سرعت بالا، اما این تخصصی است. اکثر سازندگان با فولاد ضخامت متوسط، آلومینیوم یا ضد زنگ کار می کنند و برای آن، ثبات سرعت مهمتر از سرعت خام است. رباتی که با سرعت 15 آی پی در دقیقه ثابت حرکت می کند بهتر از رباتی است که برای نیمی از جوش با سرعت 20 آی پی در دقیقه زیپ می کند و برای نیمی دیگر در 8 آی پی در دقیقه می خزد. اینجاست که ربات‌های قابل برنامه‌ریزی می‌درخشند-شما می‌توانید کل مسیر جوش را ترسیم کنید، سرعت را برای هر اینچ تنظیم کنید، بنابراین ثابت است.

بنابراین، اگر با سرعت ربات جوشکاری سر و کار دارید، چه کاری باید انجام دهید؟ ابتدا هر ماده و ضخامت قطعه را تست کنید تا نقطه شیرین را پیدا کنید. از دستورالعمل های AWS به عنوان نقطه شروع استفاده کنید، سپس قطعات خود را بهینه سازی کنید. اگر از یک ربات متحرک استفاده می‌کنید، مطمئن شوید که آن را طوری کالیبره کنید تا سطوح ناهموار کف مغازه شما حرکت را از بین ببرد. اگر روی قطعات کوچک یا سفارشی کار می کنید، یک ربات قابل برنامه ریزی تهیه کنید تا بتوانید سرعت را در لحظه تنظیم کنید. و فراموش نکنید که اتصالات مغناطیسی نگهدارنده قطعات می توانند قطعات را ثابت نگه دارند، بنابراین حرکت ربات مختل نمی شود، که به ثابت نگه داشتن سرعت کمک می کند.

در پایان روز، سرعت حرکت ربات یک متغیر اصلی است که کیفیت جوش را ایجاد می‌کند یا آن را خراب می‌کند. این چیزی نیست که بتوانید تنظیم کنید و فراموش کنید، اما با ربات‌های مناسب مانند مدل‌های موبایل، قابل برنامه‌ریزی یا مغناطیسی ما - و کمی آزمایش، می‌توانید بدون اتلاف وقت یا مواد، جوش‌های ثابت و باکیفیتی داشته باشید.

اگر به دنبال ارتقاء تنظیمات جوشکاری خود هستید و می خواهید در مورد اینکه چگونه سرعت ربات می تواند برای قطعات خاص شما کار کند صحبت کنید، تماس بگیرید. ما می‌توانیم به شما کمک کنیم تا ربات مناسب برای مغازه خود را پیدا کنید، خواه ربات جوشکاری مشترک موبایل برای فضای کف انعطاف‌پذیر، ربات جوشکاری 1600 برای قطعات بزرگ‌تر، یا یک مدل قابل برنامه‌ریزی برای کارهای سفارشی.

مراجع:

1. انجمن جوش آمریکا (2022). راهنمای استفاده از اتوماسیون و رباتیک در جوشکاری. AWS D16.1/D16.1M:2022.
2. Lin, S., & Eager, TW (2020). اثرات سرعت حرکت بر هندسه مهره جوش در جوشکاری قوس فلزی گازی مجله فرآیندهای ساخت، 56، 452-459.
3. سازمان بین المللی استاندارد. (2019). ربات ها و دستگاه های رباتیک - الزامات ایمنی برای ربات های صنعتی - قسمت 1: ربات ها. ISO 10218-1:2019.