Stand van zaken gerobotiseerd aluminium lassen Verschil tussen aluminium en staal lassen

Transcriptie

1 Gerobotiseerd lassen Stand van zaken gerobotiseerd aluminium lassen Verschil tussen aluminium en staal lassen Het gerobotiseerd lassen van aluminium vraagt extra aandacht vergeleken met het lassen van staal. De reden daarvan heeft te maken met de fysische eigenschappen van aluminium. De oxidehuid aan de buitenzijde, met een smelttemperatuur van meer dan 2000 graden, maakt het noodzakelijk deze te verwijderen voor het lassen. Wanneer dit wordt nagelaten zakken de oxidedelen in het gesmolten zuivere aluminium dat al bij 660 graden smelt. Dit leidt tot bindingsfouten en insluitsels. Ondanks dat er minder warmte voor nodig is het aluminium te laten smelten wordt door de grote warmtegeleiding ( 5 x groter dan staal) direct veel warmte weer afgevoerd. Totaal is hierdoor 20 tot 30 % meer vermogen nodig in vergelijking tot staal. Bij dikke aluminium plaat is het zelfs noodzakelijk deze in voorbereiding op het lassen voor te verwarmen. De krimp van de alumium las tijdens het afkoelen bedraagt 9 % versus 7 % voor staal. Hierdoor onstaan ook grotere krimpvervormingen. Gerobotiseerd aluminium lassen Om het gerobotiseerd mig lassen van aluminium tot een betrouwbaar proces te maken is het belangrijk de volgende zaken in acht te nemen. - Goede draadaanvoer. Gezien aluminium beduidend zachter is dan staal is de aanvoer van de lasdraad het meest delicate aspect van het lassen van aluminium. - Draaddiameter. In verband met de stevigheid van de lasdraad wordt in het algemeen gekozen voor een draaddiameter van 1,2 mm of hoger. - De draadaanvoerwieltjes van aluminium zijn 32

2 ringen. De meest gangbare lasdraden zijn AlSi en en AlMg met respectievelijk Silicium en Magnesium legeringbestanddelen. AlMg is minder zacht dan Alsi en is hierdoor iets beter aan te voeren - Omdat het aluminium lassen met hogere vermogens wordt gelast verdient de toepassing van een watergekoelde toorts aanbeveling. OTC ontwikkelt al meer dan 10 jaar lasmachines voor de verwerking van aluminium. De derde generatie AC miglasmachines is inmiddels geïntroduceerd en biedt nog meer mogelijkheden voor het lassen van een grote diversiteit aan aluminiumverbindingen. Rolan Robotics heeft met merk OTC veel te bieden op het gebied van aluminium lassen. Aan bovenstaand genoemde punten wordt bij de OTC lasrobots, met name voor aluminium, extra aandacht besteed. OTC lasrobot, type AII-B4 uitgerust met servotoorts voorzien van een afgeronde vorm, waardoor de druk van de wieltjes wordt overgebracht op een groter contactvlak. - Een 4 rols aandrijving is een vereiste. De krachten worden hierdoor gelijkmatiger overgebracht op de draad. - Toepassing van een push pull toorts. Naast de draadaanvoereenheid op de robot is het sterk aan te bevelen in de toorts een extra draadvoer te hebben. De beide draadaanvoereenheden dienen wel op elkaar afgesteld te zijn om synchroon lopen mogelijk te maken. De zogenaamde servotoorts is een geavanceerde variant hierop die zeer direct vanuit de robotcontroller wordt bestuurd. - Oriëntatie van het slangenpakket en toorts. Elke bocht in het slangenpakket betekent extra weerstand op de lasdraad. Naast vervuiling van de liner kan dit haperingen in de draadaanvoer betekenen. Hier is een belangrijke taak weggelegd voor de robotprogrammeur. Uiteraard dient de robotconfiguratie de mogelijkheid te bieden om alle lassen zo goed mogelijk te bereiken waarbij het slangenpakket in zo min mogelijk bochten staat. Wanneer de robot op een langverplaatsing wordt gemonteerd of het product wordt geroteerd in een externe asmanipulator kan de robot eenvoudiger de lassen bereiken, met minder bochten in het slangenpakket als gevolg. - Keuze lasdraad. De keuze van de samenstelling van de lasdraad wordt voor een groot deel bepaald door het moedermateriaal. Belangrijk is dat de draad geconditioneerd wordt opgeslagen in een ruimte met lage luchtvochtigheid. Dubbel geschaafd lasdraad heeft een schoon en glad oppervlak en zal minder snel aanleiding geven tot sto- De lasrobotarm Bij de OTC lasrobot type AII-B4 robot is het slangenpakket door de robotarm gevoerd. Dit geeft de gebruiker de mogelijkheid om de aluminium lasdraad met zo min mogelijk bochten door te voeren vanaf draadrol of draadvat via de draadaanvoereenheid tot aan de lastoorts. Omdat de draadaanvoereenheid direct achter de robotelleboog is geplaatst is de doorvoerlengte gering. Voor grotere werkstukken kan eventueel de verlengde robotarm worden toegepast ( radius is 2,008 mm). Verschillende lastoorts- en draadaanvoerconfiguraties - Naast de standaard push/ pulltoorts biedt Dinse de mogelijkheid door middel van een snelkoppeling de mig- en de tig zwanehals te vervangen. De draadaanvoerwieltjes van het push pull systeem verzorgen zowel de draaddoorvoer van de migtoorts als van de koude draad voor de tigtoorts. Dinse push pull toorts met tig zwanehals t.b.v. koude draad aanvoer Dinse push pull toorts met mig zwanehals 33

3 voor directe afschakeling bij eventuele botsingen. Opvallend is dat bij een servotoorts dus geen standaard draadvoereenheid direct op de robotarm wordt toegepast, maar een gecombineerde direct op de lasdraad en in de servotoorts. Beide systemen worden zeer direct vanuit de robotcontroller gestuurd. Assistfeeder De OTC servotoortsconfiguratie is de ultieme oplossing voor het lassen van aluminium. Het geheel bestaat uit een assistfeeder en een servotoorts : - Een assistfeeder welke in de directe nabijheid van de draadhaspel of drum wordt gemonteerd. - Een servotoorts voorzien van direct aangestuurde draadaanvoerwieltjes en volledig gesynchroniseerd met de assistfeeder. In de servotoorts is tevens de shocksensor opgenomen die zorg draagt Lasmachines De DP400. De DP400 lasmachine van OTC met pulse mogelijkheid is een gelijkstroommachine waarbij gekozen kan worden voor diverse pulspatronen afhanelijk van het type aluminium. De hoeveelheid warmteinbreng kan hierbij goed worden gedoseerd. DW300 is door OTC speciaal ontwikkeld voor het lassen van dun plaatwerk en aluminium en maakt gebruik van een door OTC gepatenteerd lasproces. Bij conventioneel mig lassen wordt de electrode positief gepoold waardoor een diepe inbranding ontstaat. Uniek aan de DW300 is de mogelijkheid met wisselstroom (AC) te lassen. Hierdoor heeft deze AC miglasmachine de mogelijkheid om de electrode tijdelijk negatief te polen waardoor de inbranding nog beter gecontroleerd kan worden. Deze verhouding tussen negatief en postief wordt de EN ratio genoemd. Dit maakt de machine tevens zeer geschikt voor het lassen van plaatwerk vanaf 0,6 mm. Het lassen van dunne materialen met een relatief grote vooropening (gelijk aan de plaatdikte) is met het AC miglasproces zeer goed mogelijk. Overzicht inbranding bij verschillende EN ratio s De gecontroleerde warmte-inbreng voorkomt onnodige verkleuring van het materiaal. De servotoorts biedt de mogelijkheid het lasproces d.m.v. software functies nog verder te optimaliseren. Servotoorts Optie Synchro-MIG : Omdat de Servo besturing volledig is geïntegreerd in met de robotbesturing kan het lasproces direct worden gekoppeld aan de beweging van de robot. Door gebruik te maken van de pendel instructie kan op deze manier aan elke pendelhoek een andere lasparameter worden gekoppeld. Indien dun aan dik materiaal dient te worden gelast en daartussen ook nog een vooropening moet worden overbrugd kan voor alle drie situaties een ander lasinstelling worden gekozen. De penetratie in het 34

4 materiaal wordt hiermee gegarandeerd waardoor altijd een las van voldoende sterkte ontstaat. Verbinding m.b.v. Synchro mig functie machines. Voor het tiglassen is gekozen voor de DA300P voorzien van pulsmogelijkheid. Bepalend was de laskwaliteit van de DW300, waarmee zowel in de DC als de AC modus pulserend gelast kan worden. Lascel radiateurenfabriek NRF te Mill Optie FC control : Het mig lassen met een tig uiterlijk. Door het gebruik van de FC Mig functie kan het lasuiterlijk worden beinvloed waarbij zelfs een tig uiterlijk kan worden gerealiseerd Uiterlijk van tiglas m.b.v. FC control Aan de hand van diverse praktijkvoorbeelden geven we een inkijkje in het gerobotiseerd lassen van aluminium. NRF NRF gevestigd in Mill produceert voor een groot aantal auto- en truckfabrikanten oliekoelers, bar- en platekoelers, interkoelers en complete koelingsoplossingen. Aan de hand van lasproeven door diverse leveranciers heeft NRF dankzij de uitstekende laskwaliteit op alumium gekozen voor een OTC lasrobot met OTC lasmachines. Voor het lassen van de radiateuren heeft Rolan Robotics een gecombineerde mig/tig robotinstallatie geleverd welke stationair is opgesteld. De installatie is uitgerust met een dubbele draadaanvoermoter en en een gecombineerde mig/tig Dinse push pull lastoorts. Door middel van een snelkoppeling kan de tig zwanehals vervangen worden door een mig zwanehals. Om de producten in de ideale positie te draaien is de installatie voorzien van 2 externe as manipulatoren. Terwijl het product roteert kan de installatie doorlassen. De draadaanvoerwieltjes van het push pull systeem verzorgen zowel de draaddoorvoer van de migtoorts als van de koude draad voor de tigtoorts. Beide processen worden verzorgd door aparte las- 35

5 Lascel bij Wilvo Bergeijk Wilvo gevestigd in Bergeijk is een toeleveringspartner voor veel klanten in binnen- en buitenland en levert een diversiteit aan metalen en aluminium producten in grote en kleine series. De lasrobot heeft een bereik met een radius van ruim 2 m. Gezien de lasrobot ook nog eens op een langsverplaatsing is gemonteerd met een lengte van ruim 7 m is Wilvo hierdoor in staat om zeer grote producten te lassen. De externe asmanipulatoren, met een hanteergewicht van 1000 kg, in combinatie met de langsverplaatsing dragen er toe bij dat alle lassen zeer toegankelijk zijn. De oriëntatie van het slangenpakket kan hierbij zodanig worden gekozen dat er zo min mogelijk bochten aanwezig zijn. Als lasmachine heeft Wilvo gekozen voor de veelzijdige DP400 van OTC waarmee zowel staal als aluminium gelast kan worden. De machine last zowel pulserend, in het kortsluitboog als het sproeiboog gebied. Prolyte products in Leek is een van Nederlands grootste producenten op het gebied van aluminium Lascel bij Prolyte Products te Leek 36 ophangconstructies voor theaters, concerten en speciale evenementen. Aan de hand van een reeks lasproeven door diverse leveranciers werd mede op basis van de laskwaliteit op aluminium gekozen voor een OTC lasrobot, type AII-B4 van Rolan Robotics, met slangenpakket binnendoor. Prolyte heeft hierbij gekozen voor de meest uitgebreide en geavanceerde configuratie voor het lassen van aluminium bestaande uit de DW300 lasmachine van OTC in combinatie met assistfeeder en servotoorts. Evenals bij Wilvo is gekozen voor een langsverplaatsing in combinatie met externe assen. De assistfeeder en de draadrol zijn gemonteerd op het robotbordes en garanderen tezamen met het doorgevoerde slangenpakket een storingsvrij lasproces van aluminium. Meer weten over aluminium lassen met robots. Neem dan contact op met Rolan Robotics BV T