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Aug 02, 2023

Zwilling

SWR+HyperFill von Novarc Technologies nutzt die Doppeldraht-Metalllichtbogenschweißtechnologie von Lincoln Electric für die Füll- und Verschlussdurchgänge einer Rohrschweißung. Das Schweißen von Rohrspulen ist eine komplizierte Angelegenheit.

SWR+HyperFill von Novarc Technologies nutzt die Doppeldraht-Metalllichtbogenschweißtechnologie von Lincoln Electric für die Füll- und Verschlussdurchgänge einer Rohrschweißung.

Das Schweißen von Rohrspulen ist eine komplizierte Angelegenheit. Durchmesser und Wandstärken variieren geringfügig; Es liegt einfach in der Natur des Tieres. Das macht die Montage zu einem Akt des Kompromisses und das Schweißen zu einem Akt der Anpassung. Der Prozess war nicht einfach zu automatisieren und gute Rohrschweißer sind seltener denn je.

Auch die guten Rohrschweißer, die sie haben, wollen die Unternehmen behalten. Gute Schweißer möchten vielleicht nicht stundenlang in 1G acht schweißen, während sich das Rohr in einem rotierenden Spannfutter befindet. Sie haben möglicherweise 5G (horizontal, wenn das Rohr nicht gedreht werden kann) oder sogar 6G (ein nicht rotierendes Rohr in geneigter Position) getestet und möchten diese Fähigkeiten nutzen. Das Schweißen in 1G erfordert zwar Geschick, aber diejenigen, die es beherrschen, könnten es als eintönig empfinden. Es kann auch außerordentlich zeitaufwändig sein.

In den letzten Jahren haben jedoch weitere Möglichkeiten der Automatisierung die Rohrspulenfertigung erreicht, darunter auch der kollaborative Roboter. Novarc Technologies mit Sitz in Vancouver, BC, stellte 2016 seinen Spool Welding Robot (SWR)-Cobot vor und in den letzten Monaten fügte das Unternehmen dem System die HyperFill-Doppeldraht-Gas-Metall-Lichtbogenschweißtechnologie (GMAW) von Lincoln Electric hinzu.

„Dadurch erhält man eine größere Lichtbogensäule für das Schweißen mit höherem Auftragsauftrag. Das System verfügt über Rollen und spezielle Kontaktspitzen, sodass Sie zwei Drähte im selben Kanal verlegen und einen größeren Lichtbogenkegel erzeugen können, wodurch Sie fast die doppelte Menge Schweiß auftragen können.“

Soroush Karimzadeh, CEO von Novarc Technologies, das die SWR+Hyperfill-Technologie auf der FABTECH 2021 vorstellte. „Der De-facto-Prozess für solche Anwendungen wäre subarc, und wir stellen fest, dass es erhebliche Einsparungen gibt, wenn man sich nicht mit Flussmitteln befassen muss, und das können Sie.“ erzielen Sie immer noch vergleichbare Abscheidungsraten für Rohre [Wände] von 0,5 bis 2 Zoll.“

In einer typischen Konfiguration würde der Bediener den Cobot so einrichten, dass er wie üblich den Wurzeldurchgang mit einem einzigen Draht und einem Brenner durchführt, dann diesen Brenner entfernt und durch einen anderen Brenner mit der Doppeldraht-GMAW-Einrichtung ersetzt, wodurch die Ablagerung für die Füllung erhöht wird und Kappenpässe. „Dies kann dazu beitragen, die Anzahl der Durchgänge zu reduzieren und auch Ihren Wärmeeintrag zu reduzieren“, sagte Karimzadeh und fügte hinzu, dass die Kontrolle der Wärme dazu beitrug, die Ergebnisse der Schweißqualität zu verbessern. „Bei unseren internen Tests konnten wir hohe Festigkeitstestergebnisse bis zu -50 Grad Fahrenheit erzielen.“

Wie jeder Lohnfertiger sind auch einige Rohrspulenfertigungsbetriebe Betriebe mit hohem Mix. Sie verarbeiten zwar selten dickwandige Rohre, haben aber ein Subarc-System in der Ecke, für den Fall, dass ein solcher Auftrag ansteht. Mithilfe eines Cobots könnte der Bediener eine Eindraht-Einrichtung für dünnwandige Rohre verwenden und dann bei der Arbeit mit dickeren Rohren auf eine Doppelbrenner-Einrichtung (Einzeldraht für die Wurzel und Doppeldraht-MSG für die Füll- und Kappendurchgänge) umschalten Rohr, für das zuvor ein Subbogen-Schweißsystem erforderlich gewesen wäre.

Karimzadeh fügte hinzu, dass der Dual-Fackel-Aufbau auch zur Erhöhung der Flexibilität genutzt werden könne. Beispielsweise könnte ein Dual-Brenner-Cobot sowohl Kohlenstoff- als auch Edelstahlrohre schweißen. Bei dieser Anordnung würde der Bediener beide Brenner in einer Eindrahtkonfiguration verwenden. Ein Brenner würde den Zusatzdraht für Kohlenstoffstahlarbeiten zuführen, während ein anderer den Draht für Edelstahlrohre zuführen würde. „In dieser Konfiguration hätte der Bediener ein nicht kontaminiertes Drahtzuführsystem für den zweiten Brenner, der für Edelstahlarbeiten bestimmt ist“, sagte Karimzadeh.

Berichten zufolge kann das System während des kritischen Wurzeldurchgangs spontane Anpassungen vornehmen. „Während des Wurzeldurchgangs, wenn man über die Verbindungsstellen geht, vergrößert und verkleinert sich der Spalt je nach Rohrmontage“, erklärte Karimzadeh. „Um dies zu berücksichtigen, kann das System die Heftstelle erkennen und eine adaptive Schweißung durchführen. Das heißt, es ändert automatisch die Schweiß- und Bewegungsparameter, um eine ordnungsgemäße Verschmelzung dieser Heftstellen sicherzustellen. Es kann auch erkennen, wie sich der Spalt verändert, und die Bewegungsparameter ändern, um sicherzustellen, dass es nicht durchbrennt und eine ordnungsgemäße Wurzelpassage durchgeführt wird.“

Das Cobot-System umfasst eine laserbasierte Nahtverfolgung sowie eine Kamera, die Schweißern eine klare Sicht auf den Draht (oder die Drähte bei der Doppeldrahtanordnung) gibt, während das Metall in die Nut fließt. Im Laufe der Jahre hat Novarc Schweißdaten verwendet, um NovEye zu entwickeln, ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Bildverarbeitungssystem, das den Schweißprozess autonomer macht. Das Ziel besteht darin, dass der Bediener die Schweißnaht nicht ständig überwachen muss, sondern sich zurückziehen kann, um andere Aufgaben auszuführen.

Vergleichen Sie dies alles mit einer Anwendung, bei der ein manueller Wurzelgang durchgeführt wird, gefolgt von einem schnellen Durchgang mit einer Schleifmaschine und einem manuellen Heißgang, um die Oberfläche des Wurzelgangs zu reinigen. Danach geht es mit der Rohrspule schließlich weiter zu den Füll- und Verschlussdurchgängen. „Dafür ist es oft erforderlich, das Rohr an eine separate Station zu verlegen“, fügte Karimzadeh hinzu, „so dass mehr Materialtransport erforderlich ist.“

Stellen Sie sich nun die gleiche Anwendung mit Cobot-Automatisierung vor. Unter Verwendung einer Eindraht-Einrichtung sowohl für Wurzel- als auch Decklagen schweißt der Cobot die Wurzel und beginnt dann sofort mit den Fülllagen, ohne mit dem Schleifen der Wurzel anzuhalten. Bei dicken Rohren könnte dieselbe Station mit dem Eindrahtbrenner beginnen und dann für weitere Durchgänge auf den Doppeldrahtbrenner umschalten.

Eine solche Cobot-Automatisierung könnte das Leben in der Rohrspulenfabrik verändern. Erfahrene Schweißer verbringen den Großteil ihrer Tage mit den anspruchsvollsten Rohrschweißungen, die nicht mit einem rotierenden Spannfutter ausgeführt werden können. Anfänger arbeiteten mit Veteranen zusammen, um den Cobot zu bedienen, die Schweißnaht zu betrachten und zu überwachen und zu lernen, was für eine gute Rohrschweißung erforderlich ist. Mit der Zeit (und nachdem sie in der manuellen 1G-Position geübt haben) lernen sie, mit dem Brenner umzugehen und bestehen schließlich Tests für 5G und 6G, wodurch sie selbst erfahrene Schweißer werden.

Heutzutage gehen Neulinge, die einen Cobot bedienen, möglicherweise einen neuen Weg ein, um in ihrer Karriere als Rohrschweißer voranzukommen, aber die Neuheit macht ihn nicht weniger effektiv. Darüber hinaus braucht die Industrie gute Rohrschweißer und nicht zuletzt Möglichkeiten, diese Schweißer produktiver zu machen. Zukünftig könnte die Automatisierung des Rohrschweißens, einschließlich Cobots, eine zunehmende Rolle spielen.