Partner časopisu 1/2015 HISTORIE A SOUČASNOST METOD SVAŘOVÁNÍ MIG/MAG MIGATRONIC AIR PRODUCTS HADYNA - INTERNATIONAL YASKAWA GCE ČESKÝ SVÁŘEČSKÝ ÚSTAV

Transkript

1 1/ května, XIX. ročník MIGATRONIC Svařovací zařízení Pi - výkonné TIG svařování ocelí a hliníku Funkce TIG-A-TACK pro bodování nerezových austenitických trubek při montáži AIR PRODUCTS Doporučené postupy pro autogenní svařování, řezání a pájení HADYNA - INTERNATIONAL TCL systém účinné odsávání zplodin při svařování velkých svařenců Nákup svařovací techniky v rámci dotací YASKAWA Plně automatický systém měření svařovaných komponentů GCE Suchá předloha SG-5 ČESKÝ SVÁŘEČSKÝ ÚSTAV Historie a současnost metod svařování MIG/MAG Kurzy a semináře pro rok 2015 SICK Robotizovaná stanice bez zabezpečení to nepůjde Partner časopisu HISTORIE A SOUČASNOST METOD SVAŘOVÁNÍ MIG/MAG

2 SUCHÁ PŘEDLOHA SG-5

3 editorial OBSAH Suchá předloha SG-5 str. 2 Historie a současnost metod svařování MIG/MAG str. 4 Migatronic Pi výkonné TIG svařování ocelí a hliníku str. 7 TIG-A-TACK bodování nerezových austenitických trubek při montáži str. 8 Doporučené postupy pro autogenní svařování, řezání a pájení str. 10 Moření a pasivace - konečná povrchová úprava legovaných antikorozních ocelí str. 14 TCL systém účinné odsávání zplodin při svařování velkých svařenců str. 16 Plně automatický systém měření svařených komponentů str. 18 Robotizovaná stanice bez zabezpečení to nepůjde str. 20 Shrnutí legislativy platné pro strojírenskou firmu, která svařuje stavební konstrukce str. 22 Platná legislativa pro zkoušky svářečů v České republice str. 24 Nákup svařovací techniky v rámci dotací str. 26 Doplnění k nákupům robotizovaných pracovišť v rámci dotací z EU str. 28 Murphyho nejen svařovací zákony, inzerce str. 34 Svět Svaru Vydává Hadyna - International, spol. s r. o. Redakce: Jan Thorsch Kravařská 571/2, Ostrava-Mariánské Hory Sazba: Jiří Kučatý, Odbornou korekturu provádí: Český svářečský ústav, s. r. o. prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc. Areál VŠB TU Ostrava 17. listopadu 2172/15, Ostrava-Poruba Za obsahovou kvalitu a původnost článků zodpovídají autoři. Časopis je zasílán zdarma všem zájemcům a uživatelům svařovacích a řezacích technologií pro spojování a řezání kovů. Platí pro území České republiky a Slovenska. Časopis lze objednat písemně na výše uvedené adrese redakce nebo na telefon: (+420) , fax: (+420) info@svetsvaru.cz mobilní telefon: (+420) Registrace: ISSN , MK ČR E EDITORIAL Vážení čtenáři, dostává se Vám do rukou první letošní vydání časopisu Svět Svaru. Rádi bychom Vás seznámili s tématy, kterými se budeme přednostně v tomto roce zabývat. Ovšem nejdříve k obecným informacím. V roce 2015 oslavuje časopis Svět Svaru 19 let od svého založení. Chystáme se vydat tři čísla. Dvě jarní a jedno podzimní. Pro připomenutí časopis je stále zdarma pro všechny firmy v České nebo Slovenské republice, které svařují. Náš adresář obsahuje cca jmen, kterým časopis zasíláme v rámci České republiky a přibližně 600 jmen na Slovensku. Pokud Vám časopis přichází do firmy na již neplatné jméno pracovníka, napište nám to. Rádi upravíme naši databázi tak, aby časopis našel svého správného adresáta. Pokud požadujete rozšířit počet vydání časopisu, který by měl k Vám do firmy chodit, rovněž se nám neváhejte s Vaším požadavkem ozvat. Rádi doplníme další jména do našeho seznamu. Optimální kontaktní ová adresa je info@svetsvaru.cz. A nyní k nosným tématům roku Dlouhodobě platí, že hlavním tematickým zaměřením je přinášet informace z oblasti svařování/řezání kovů především z praxe. Letos se zpět vrátíme k tématu o ochranných atmosférách používaných při svařování. Dalším tématem budou laserové aplikace pro svařování/navařování/povrchové kalení kovů. Oprášíme historii a současné trendy u metod MIG/MAG i TIG. Přineseme pozvánku na dvě největší výstavy v regionu na Eurowelding Nitra konaný v květnu, a také na Mezinárodní strojírenský veletrh pořádaný na podzim v Brně. Již v tomto čísle přinášíme zajímavé informace o problematice nákupu svařovací techniky v rámci evropských dotací. Výběr všech nejzajímavějších článků pak je ke stažení na internetových stránkách časopisu na adrese kde lze rovněž nahlédnout do archívu již dříve vydaných čísel. Velmi nás těší zájem čtenářů o časopis Svět Svaru. Chceme Vám touto cestou poděkovat za podporu i náměty, které od Vás dostáváme. Přejeme všem úspěšný rok Upozornění: Časopis Svět Svaru je zdarma distribuován v České a Slovenské republice výhradně firmám, které aktivně svařují. Počet zasílaných výtisků na jednu firmu není běžně omezen. Časopis je neprodejný. Časopis nelze zasílat na soukromé osoby. Časopis je zasílán do knihoven v ČR, které zasílání časopisu požadují, nebo to nařizuje platná legislativa. Pokud požadujete zasílat časopis, kontaktujte nás přes na adrese: info@svetsvaru.cz, případně faxem (+420) Více informací získáte na internetových stránkách Datum dalšího vydání plánujeme na 25. června Redakce Daniel Hadyna, Ostrava SVĚT SVARU 1/2015 / 3

4 Technologie svařování HISTORIE A SOUČASTNOST METOD SVAŘOVÁNÍ MIG/MAG prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc. Český svářečský ústav, s. r. o., Jako první metoda svařování v ochranných atmosférách byla ve 30. letech minulého století vyvinuta pro potřeby leteckého průmyslu a pro svařování nerezavějících ocelí metoda TIG. Metoda TIG však neumožňovala svařovat produktivně materiály s velkou tepelnou vodivostí o větších tloušťkách, zejména hliníku a jeho slitin. Nutný předehřev svarových spojů komplikoval technologii výroby. Proto byla v roce 1948 vyvinuta technologie svařování tavící se kovovou elektrodou v ochranné atmosféře inertního plynu (argon, helium) označená později mezinárodní zkratkou MIG (Metal Inert Gas). Tato technologie umožnila nejen svařování hliníku a jeho slitin o větších tloušťkách, ale přinesla také podstatné zvýšení produktivity práce při svařování mechanizací podávání přídavného holého drátu elektrody do svařovacího hořáku. Velmi brzy se začala používat i pro svařování legovaných i nelegovaných ocelí a jiných neželezných kovů. Další vývoj této technologie směřoval k náhradě inertních plynů jinou cenově dostupnější ochrannou atmosférou. Vývojoví pracovníci se vrátili k patentu Johna C. Lincolna, který již v roce 1918 ve svém patentu navrhl použít jako ochrannou atmosféru oxid uhličitý. Tato upravená technologie se začala od roku 1955 průmyslově využívat pro svařování ocelí. Vzhledem k tomu, že se oxid uhličitý při teplotách nad 700 C rozkládá na oxid uhelnatý a volný kyslík, který oxiduje aktivně působí na svarový kov, byla tato metoda označena mezinárodní značkou MAG (Metal Active Gas). V dalších letech se technologie MIG/MAG velmi dramaticky rozvíjela a rozšiřovaly se také její průmyslové aplikace. Podstatným způsobem se zkvalitnilo zařízení pro svařování technologií MIG/MAG včetně regulace procesu. Modernizovaná zařízení umožňovala dopravovat drát elektrodu na velké vzdálenosti (vícekladková podávání, zdvojené podávání, push-pull systém). Došlo k řadě mechanizovaných a automatizovaných průmyslových aplikací této technologie včetně jejího použití pro robotizaci svářečských prací. Byly vyvinuty nové varianty přenosu kapek svarového kovu do tavné lázně zkratový, sprchový a pulzní. Použitím směsných plynů jako ochranné atmosféry, např. Ar + CO 2, Ar + O 2, Ar + CO 2 + O 2 a Ar + H 2 se zvýšila stabilita hoření oblouku a snížil se rozstřik při svařování. Tento pokrok způsobil, že se technologie MIG/MAG stala koncem 80. let minulého století dominantní technologií obloukového svařování. V devadesátých letech došlo k dalšímu zvýšení produktivity práce při svařování a zvýšení stability technologie MIG/MAG použitím svařování s vysokými rychlostmi podávání drátu (svařování rotujícím obloukem) a použitím vícekomponentních ochranných plynů např. Ar + He + CO 2 + O 2. Tyto nové varianty technologie MIG/MAG jsou známé pod obchodními názvy Time proces, Rapid arc a Rapid melt. V devadesátých letech byly také vyvinuty synergické MIG zdroje svařovacího proudu, které umožnily podstatné zjednodušení nastavování svařovacích parametrů při pulzním MIG svařování tzv. jednoprvkové ovládání. Při těchto procesech se svařuje s vysokým proudem od 450 do 800 A a vysokým napětím 45 až 65 V. Posuv drátu při těchto metodách se pohybuje mezi 20 až 50 m.min -1 a výkony navaření 10 až 25 kg.hod -1. Přenos kovu odráží vysoké proudové zatížení. Při vysokovýkonných metodách se používá plynová ochrana Ar + 8% CO 2, nebo u T.I.M.E. procesu čtyřkomponentní plyn Ar + 26 % He + 8 % CO 2 + 0,5 % O 2. Vysokovýkonné metody je možné použít jen pro robotizované nebo mechanizované svařování. Automatické svařování v ochranné atmosféře do úzkého úkosu Tato technika svařování v ochranných plynech je velmi podobná svařování do úzkého úkosu pod tavidlem, ale místo tavidla se použilo ochranného plynu. Svařuje se jedním nebo dvěma hořáky, které přivádějí drát k jedné vnitřní boční stěně svařovacího úkosu. Svary se navařují vertikálně v ochranné atmosféře CO 2 nebo směsného plynu a je možné použít i keramické, kovové, případně tavidlové podložky. Lze svařovat i úkos šířky 8 mm při tloušťce materiálu až 300 mm (metoda NOW) např. svařování kolejnic. Hlavní výhody jsou: zvýšení produktivity práce, snížení množství navařeného kovu, snížení zbytkových napětí a deformace ve svarech. Tato technika se využívá pro svařování velkých tlouštěk především uhlíkových ocelí a vysokolegovaných materiálů. Tandemové svařování dvoudrát tavený v jedné tavné lázni Tento způsob mechanizovaného a robotizovaného svařování využívá dvě drátové elektrody, které jsou umístěné v jedné plynové hubici. Drátové elektrody jsou vzájemně izolované a jsou napájené dvěma zdroji řízenými jedním řídicím systémem. V součastné době lze kombinovat různé druhy přenosů na jednotlivých elektrodách. Standardní je impulsní přenos, kdy jedna elektroda má časově posunutý počátek nárůstu proudu v pulsu. Další možností je kombinovat impulsní i sprchový přenos separátně na každém drátu. Celkový proud napájecí oba dráty dosahuje až 900 A a rychlost svařování se pohybuje mezi 70 až 200 cm.min -1. Využití tandemového svařování: svařování hliníku vysokými rychlostmi, stavba skříní kolejových vozidel, trupů lodí, svařování ocelí disků kol automobilů, teleskopické části jeřábů, stavební konstrukce, nádoby na hasicí přístroje atd. Konstrukce synergických svářeček pro svařování metodami MIG/MAG byla umožněna vývojem invertorových zdrojů proudu pracujících s podstatně vyšší frekvencí proudu než dosavadní zdroje. Invertorové zdroje umožnily další vývoj technik MIG/MAG svařování. Technika CMT Cold metal transfer Tuto techniku umožňují pouze plně digitalizované invertorové zdroje. Technika je založena na vysokodynamickém posuvu drátu. Jakmile svářečka identifikuje zkrat odstartuje se zpětný pohyb drátu se součastným poklesem svařovacího proudu. 4 / SVĚT SVARU 1/2015

5 Technologie svařování Dojde k plynulému uvolnění kapky svarového kovu bez rozstřiku. Následuje pohyb drátu vpřed a cyklus se opakuje. Celý proces je digitálně řízený a zpětný pohyb drátu probíhá s vysokou frekvencí. Vyrovnání superponovaných vysokofrekvenčních pohybů drátu a jejich přechod na lineární posuv zajišťuje vyrovnávací vložka zabudovaná v bowdenu pro transport drátu. V současnosti nová modifikace CMT Advanced kombinuje zpětný pohyb drátu s přepólováním polarity na elektrodě. Pro svařování můžeme libovolně nastavit počet po sobě jdoucích kladných nebo záporných proudových fází, kdy kladné fáze ovlivňují především hloubku závaru a čisticí účinek. Záporné fáze při stejném vstupním výkonu zvyšují výrazně výkon odtavení. Dochází k výrazně většímu odtavení při stejné střední hodnotě svařovacího výkonu. Ke změně polarity dochází na začátku zkratu mezi oběma fázemi procesu, kdy nehoří oblouk a tím je zajištěna vysoká stabilita procesu. Proces CTM i CMT Advanced umožňuje spojovat automatizovaným procesem, bez podložky a na tupo, tenké hliníkové plechy (0,3 mm) svařovacími rychlostmi kolem 2 m/min. Tento proces je zajímavý rovněž v oboru mechanizovaného nebo robotizovaného svařování plechů z ušlechtilivých ocelí o tloušťkách do 1,5 mm, kde nabízí značné možnosti pro automatizaci, jak v důsledku nízkého tepelného zatížení z hlediska metalurgie, tak v důsledku výborné stability oblouku a spolehlivosti pracovního procesu. MIG procesem je možné realizovat pájené spoje pozinkovaných plechů bronzovou pájkou, které se často využívají v automobilovém průmyslu, s minimálním rozstřikem (a tedy bez nutnosti následného opracování), prováděné rychlostí až 1,5 m/min. CMT Advanced umožňuje svařovat Al slitiny s širokou mezerou v kořeni. Postup CMT umožňuje také spojovat pájením ocel s hliníkem. Svařování metodou STT SURFACE TENSION TRANSFER Svařování STT lze volně přeložit jako svařování s přenosem kovu řízeným povrchovým napětím. Jedná se o plně řízený proces se zpětnou vazbou, kde řídicí systém zdroje proudu výrazně mění parametry svařování řádově v mikrosekundách. Unikátní kontrola svařovacího procesu vychází ze snímání změny v čase zvláštní externě připojenou sondou tzv. detektorem dv/dt. Detektor dv/dt snímá změny napětí v závislosti na změně odporu při zaškrcování krčku odtavující se kapky. Vlastní nastavení procesu spočívá v určení hodnoty základního proudu v rozsahu 50 až max. 120 A, intenzity horního proudu do hodnoty 450 A, druhu svařovaného materiálu a průměru elektrody. Výhody procesu STT: procesorem plně řízený svařovací proces, možnost použití oxidu uhličitého i směsných plynů, nízká hodnota vneseného tepla, minimální rozstřik, velmi dobrý vzhled svaru, vysoká přemostitelnost mezery až 10 mm na tl. 2 mm, jednoduché nastavování svařovacích parametrů, malé množství škodlivých zplodin v průběhu svařování. Využití nové technologie svařování STT: svařování nelegovaných, nízkolegovaných, vysokolegovaných i galvanicky pokovených ocelí s minimálním vneseným teplem a bez rozstřiku, svařování kořenové housenky a velkých mezer technikou shora dolů, navařování tvrdonávarů na plochy i hrany s minimálním promísením v první vrstvě. MIG pájení pozinkovaných plechů Pozinkované plechy jsou v součastné době stále častěji používany v automobilovém průmyslu, ve stavebnictví, vzduchotechnice, nábytkářství a výrobě domácích spotřebičů. Tloušťka zinkového povlaku se pohybuje od 5 do 20 mikrometrů a požadavkem při spojování je nepoškodit povlak který katodickým účinkem chrání základní materiál. Při klasickém svařování způsobují páry zinku, které se odpařují při 906 C, pórovitost svaru, neprůvary a trhliny. Pro spojování těchto plechů byla vyvinuta metoda MIG pájení křemíkovým bronzem CuSi3, CuSi2 nebo hlinikovým bronzem CuAl18, CuAl13Ni2 kterým se pozinkované plechy spojují v intervalu teplot až C. MIG pájení se provádí impulsním proudem, CMT, STT, v ochranné atmosféře Ar nebo Ar + 2,5 % CO 2. Výhody MIG pájení: minimální opal povlaku vedle svaru i na spodní straně plechu, svar bez koroze katodická ochrana v těsné blízkosti svaru, žádné dodatečné úpravy materiálu, minimální tepelné ovlivnění materiálu a deformace, možnost robotizace. Další speciální způsoby svařování v ochranných plynech: svařování s přívodem horkého drátu do oblouku (MAG HW). Drát o průměru 1,2 až 2,0 mm je ohříván přídavným zdrojem tepla cca C a přiváděn do svarové lázně. Úspora energie až 50 %, svařování s přidáváním studeného drátu do oblouku (MAG CW). Úspora energie až 25 %. V součastné době jsme svědky nebývale široké nabídky vysoce sofistikovaných technik MIG/MAG svařování, které zvyšují produktivitu svařování, kvalitu svarových spojů, usnadňují svařování v polohách, kořenů svarů, překlenutí velkých mezer v kořenech svarů svařování pozinkovaných plechů a pájení oceli s hliníkem. Mezi tyto nové techniky můžeme zařadit například: Speed Pulse Cold Arc Speed-Twin Puls Root Arc Speed Up Pipe Solution Speed Arc Super Puls Speed Root IACTM Speed Cold a další Komfort při svařování těmito novými technikami MIG / MAG svařování zvyšuje dále možnost kombinace více technik na provedení jednoho svaru. Vysoká produktivita práce, univerzálnost metod MIG / MAG, možnost mechanizace a robotizace svařování, cenová dostupnost a nové techniky svařování způsobily, že metody svařování MIG/MAG jsou dnes dominantními metodami elektrického obloukového svařování a jejich podíl ve výrobě svařenců ve světě je větší než 50 %. Předpokládá se, že jejich využití dále poroste s rozvojem elektroniky, větším použitím plněných elektrod jako přídavného materiálu a v kombinaci s metodami laserového svařování. SVĚT SVARU 1/2015 / 5

6 partnerské stránky KURZY A SEMINÁŘE PRO ROK 2015 Mezinárodní svářečský specialista Termín Místo konání Přihlášky Výstup Duben ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB IWS Mezinárodní svářečský inspekční personál Úroveň - C (inženýr/technolog), pracoviště ATG/ČSÚ Květen ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB IWI-C Mezinárodní svářečský inženýr Srpen ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB IWE Mezinárodní svářečský technolog ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB IWT Nové materiály, technologie a zařízení pro svařování 18. ročník mezinárodního semináře pro vyšší svářečský personál Září Ostravice horský hotel Sepetná Bc. E. Janalíková Osvědčení Specializační kurz pro svařování betonářských ocelí Říjen ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB Seminář školení pro svářečský dozor a svářečské školy ČSÚ s.r.o. Ostrava Ing. L. Kotábová Osvědčení Mezinárodní svářečský specialista ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB IWS Mezinárodní svářečský praktik instruktor svařování ČSÚ s.r.o. Ostrava Ing. L. Kotábová Diplom CWS-ANB IWP Mezinárodní svářečský inspekční personál Úroveň - C (inženýr/technolog), pracoviště ATG/ČSÚ Listopad ČSÚ s.r.o. Ostrava L. Bučková Diplom CWS-ANB IWI-C Recertifikační kurz instruktorů svařování ČSÚ s.r.o. Ostrava Ing. L. Kotábová Osvědčení Školicí středisko ČSÚ s.r.o. Ostrava bude v průběhu roku 2015 realizovat celoroční doškolovací vzdělávací program, určený pro vyšší svářečský personál se zaměřením na rozvoj a udržování odborně-technické úrovně. 6 / SVĚT SVARU 1/2015

7 Migatronic Pi 200/250/350/500 Výkonné TIG svařování ocelí a hliníku Ing. Pavel Havelka, Migatronic CZ a.s., partnerské stránky Pi 350 CWF Migatronic je předním evropským výrobcem strojů pro TIG svařování ocelí a hliníku. Neustálý vývoj, dlouholetá zkušenost a použití nejmodernější elektroniky pro výrobu řídicích a výkonových komponent svařovacích strojů umožňují rychlou reakci na měnící se potřeby zákazníků. Právě rychlý rozvoj těžby, dopravy a skladování zemního plynu v posledních letech přinesl potřebu výkonných svářeček pro TIG svařování ocelových konstrukcí, potrubí, armatur a zásobníků. Migatronic Pi je odpovědí firmy Migatronic na potřeby svářečů 21. století. Stroje Migatronic Pi 200 jsou jednofázové s funkcí PFC, Pi 250/350/500 pak třífázové invertory s vysokým zatěžovatelem určené do dílny, na montáž i pro stavební účely a jsou dodávány v následujících variantách: Pi 250/350/500 MMA pro elektrodové svařování s funkcemi arc power a horký start pro obalenou elektrodu a funkcí LIFTIG pro snadné a přesné zapálení TIG oblouku bez nebezpečí znečištění taveniny wolframem. Pi 350 MMA CELL je předchozí varianta doplněná programem pro produktivní svařování celulózovými elektrodami. Pi 200/250/350/500 DC jsou TIG DC svařovací stroje s HF i LIFTIG zapalováním TIG oblouku a s dálkovou regulací proudu z rukojeti TIG hořáku. Až 64 programů pro každou metodu svařování umožňuje snadné ukládání nastavených parametrů a jejich opětovnou rychlou volbu. Praktická je funkce TIG-A-Tack pro snadné stehování a pro dokonalé bodování extrémně tenkých plechů bez podfuku kořene. Stroje jsou navíc vybavené pomalou a rychlou pulsací a synergickým TIG svařováním (Synergy PLUS ), které dokonale dávkuje vnesenou tepelnou energii podle potřeby svářeče. Pi 200/250/350/500 AC/DC jsou dokonale vyzbrojené pro TIG svařování hliníku a jeho slitin. Funkce D.O.C. (dynamická kontrola procesu oxidace taveniny) zrychluje svařování až o 30 % a široký rozsah frekvence střídavého proudu zajišťuje nejen dokonalé svařování nových, ale i 100% opravy starších hliníkových výrobků především v autoopravárenství (bloků motorů, převodovek, výměníků klimatizace), kde ostatní svařovací zdroje nedokáží zajistit potřebnou čistotu tavné lázně. Průmyslové stroje Pi 350/500 AC/DC umožňují i produktivní TIG AC synchronizované svařování (dva hořáky proti sobě v jednom společném oblouku). Stroje Pi 350/500 mohou být dále vybaveny inteligentní regulací plynu IGC, která mění synergicky průtok ochranného plynu podle změn svařovacího proudu a je doplněna i spořičem pro úsporu plynu při bodování a stehování. Ke snížení průtoku plynu dochází totiž i při zaplňování koncového kráteru a při dofuku plynu při ukončování svaru. Další vlastností IGC je, že při nesprávném průtoku plynu zastaví proces svařování a tím brání vzniku vad, které by pak musely být pracně opravovány. Vzniklá úspora plynu (až 50%) znamená snížení nákladů na svařování, snížení četnosti výměny prázdných láhví a minimalizuje tím i zatížení životního prostředí. Stroje Migatronic Pi 200/250/350/500 jsou pilířem nabídky firmy Migatronic pro svařování ocelí, hliníku nebo titanu a mohou být snadno vybaveny mnoha vhodnými doplňky (transportní podvozky, dálkové regulátory, čidla průtoku vodního chlazení, interface pro připojení k automatizovanému nebo robotizovanému pracovišti, podavače studeného drátu, široký sortiment TIG hořáků, atd.). Malé rozměry, nízká hmotnost, jednoduchá obsluha a dlouhá životnost jsou samozřejmými vlastnostmi všech nových strojů Migatronic, tedy i strojů Pi ve všech vyráběných variantách. Pi SVĚT SVARU 1/2015 / 7

8 partnerské stránky TIG-A-TACK BODOVÁNÍ NEREZOVÝCH AUSTENITICKÝCH TRUBEK PŘI MONTÁŽI Ing. Pavel Havelka, Migatronic CZ a.s., Stehování poloautomatickým procesem TIG-A-Tack, tj. malými bodovými svary strojem Migatronic Pi, může být provedeno rychle a hlavně bez plynové ochrany kořene. Podmínkou je správně nastavený čas bodování, bodovací proud a samozřejmě správné provedení. Čas bodu (viz graf) by měl být v rozsahu od 0,02 do max. 0,1 sekundy, v závislosti na tloušťce svařovaného potrubí. Svařovací proud pro bodování by měl být dvoj až trojnásobkem proudu svařovacího. DŮLEŽITÉ RADY PRO TIG-A-TACK BODOVÁNÍ NEREZOVÓHO POTRUBÍ NEBO PODOBNÝCH VÝROBKŮ Z AUSTENITICKÉ OCELI: Výrobky musí být čisté, bez otřepů a ostrých hran a ve správné poloze. Vzdálenost mezi svařovanými díly potrubí musí být co nejmenší, vždy < 0,2 mm. (V případě velké mezery musíte použít konvenční stehové svařování s přídavným materiálem a plynovou ochranou kořene svaru.) Přesazení je třeba se vyhnout, protože snižuje skutečnou tloušťku. Příklad: 0,4 mm přesazení mezi dvěma Správně provedené bodové svary Strana svaru a strana kořene na plechu tl. 1,5 mm, bez plynové ochrany kořene a s parametry dle grafu (max. 175 A/0,06 s - zelený kruh). Malá změna barvy na kořenové straně (zelený kruh) je obvykle přijatelná. Bodový svar na straně svaru musí být vždy kovový. Červeně je označený nevyhovující kořen. mlékárenskými trubkami ø 3 sníží tloušťku o 1,2 až 1,6 mm. Pokud je přesazení nevyhnutelné, je třeba snížit vnesenou energii (bodovací čas i proud), aby se předešlo nežádoucímu zabarvení bodu. Čas bodu: 0,02 0,1 sekundy podle tloušťky materiálu. Bodovací proud: dvoj až trojnásobek proudu svařovacího. TIG-A-Tack je určený pouze pro nerezavějící austenitické materiály. Maximální hodnoty (času a proudu), zde doporučené a vyzkoušené, musejí být dodrženy. 8 / SVĚT SVARU 1/2015

9 partnerské stránky POŽADAVKY PRO NÁSLEDNÉ VIZUÁLNÍ HODNOCENÍ A SCHVALOVÁNÍ STEHŮ A BODŮ TIG-A-TACK: Vnější bodový svar musí mít kovový vzhled a nepřevyšovat okolí. Přípustná plocha zbarvení svaru uvnitř potrubí musí být < ø 3 mm. Oxidace a modré zbarvení uvnitř potrubí je nežádoucí. Bodový svar musí být uprostřed svaru. Po finálním svaření trubek nesmí být v místě bodu jiné zbarvení. Svářeč je zodpovědný za dodržení všech požadavků. Svářeč je zodpovědný za kontrolu všech bodových svarů dle určené kontrolní úrovně ještě před provedením dokončovacího svaru. Stehování versus bodování! Rozdíly: Stehování se provádí manuálně a trvá déle než bodování. Stehování zvyšuje vnesené teplo z důvodu delší doby svaru, proniká hlouběji do základního materiálu a zvyšuje riziko deformace. Obvykle vyžaduje přídavný materiál a vždy vyžaduje plynovou ochranu kořene. TIG-A-Tack bodování je vždy prováděno automatickým nebo poloautomatickým programem svařovacího zařízení. Výsledkem je malý bodový svar, nízké vnesené teplo a menší deformace. Při správném provedení nevyžaduje plynovou ochranu kořene svaru. Diagram nastavení TIG-A-Tack Výhody správně provedených bodů TIG-A-Tack: menší oxidace svaru i jeho kořene menší vnesené teplo menší deformace materiálu nižší spotřeba času a plynu jednoduchost neviditelnost bodu po dokončovacím svaru umožňuje přesné sestavení svařence (pro ruční, orbitální nebo robotové/automatové svařování) ekonomické řešení Všechny zkoušky a nastavení byly provedeny TIG svařovacími stroji Migatronic Pi a jejich funkcí TIG-A-Tack. Pro jiné stroje s podobnou funkcí lze očekávat potřebu korekce parametrů grafu. EUROKÓD 1990 CC2 EN 1090 EXC 1-2 EN WPQR EN WPS SVÁŘEČSKÉ NORMY BEZPLATNÉ POSTUPY SVAŘOVÁNÍ MIGATRONIC Nyní existuje rychlejší, jednodušší a nejlevnější cesta pro získání postupů svařování (WPS) potřebných pro splnění požadavků svářečských norem. Náš nový věrnostní program totiž umožňuje všem uživatelům MIG/MAG invertorů Migatronic Omega, Sigma a Galaxy získání schválených WPS zdarma. Stačí jen vybrané WPS stáhnout z našich stránek, vytisknout, podepsat a můžete začít svařovat. Pro více informací o požadavcích svářečských norem oskenujte níže uvedený QR kód nebo navštivte migatronic.com/en1090. Migatronic CZ a.s. SVĚT SVARU 1/2015 Tel / 9

10 partnerské stránky Doporučené postupy pro autogenní svařování, řezání a pájení Pokud jsou dodrženy správné postupy, lze acetylén bezpečně a efektivně používat při svařování, řezání a pájení. Craig Hunt, Robert Pítr, Acetylén je běžně používaný plyn pro autogenní svařování, řezání a pájení. Je to skvělá volba pro téměř veškeré aplikace řezání a svařování. Acetylén je rovněž plyn nejlepší volby pro speciální opravárenské práce, protože nabízí jedinečnou schopnost řezat, svařovat a pájet s jediným plynem. Acetylén uvolňuje nejvíce koncentrované a všestranné teplo ze všech plynů, které hoří s kyslíkem. I když výhřevnost plamene acetylénu je relativně nízká, podíl energie vyzařované primárním (vnitřním) plamenem je velmi vysoký kolem 30 %. Z tohoto důvodu acetylén ve srovnání s jinými plyny uvolňuje nejvíce tepla v nejvíce užitečné oblasti v primárním plameni. V důsledku toho se acetylén při řezání propálí rychleji než jiné plyny a při svařování a pájení je teplo nejúčinněji soustředěno do malé a snadno regulovatelné oblasti, která je chráněna před atmosférickým znečištěním sekundárním (vnějším) plamenem. Kromě jedinečných vlastností plamene, chemické vlastnosti acetylénu umožňují uživateli vytvořit skutečně redukční plamen. Dochází tak k vytváření čisté lázně bez oxidace při svařování a pájení. Acetylén, který se dodává v lahvích, se efektivně používá v různých průmyslových odvětvích více než 100 let. V důsledku jedinečných chemických vlastností však může představovat nebezpečný plyn, pokud nejsou dodržovány správné postupy. Acetylén má největší rozsah hořlavosti ze všech běžně používaných plynů. Při skladování může být nestabilní, pokud není rozpuštěn ve stabilizačním rozpouštědle a chráněn porézní hmotou, která vyplňuje vnitřek láhve. Kyslík je nezbytný pro život, ale je důležitý také pro hoření. Přes svou důležitou roli v životě může kyslík představovat také nebezpečnou látku. V čisté podobě může kyslík podporovat hoření i těch nejméně pravděpodobných látek a zvýšené hladiny kyslíku v atmosféře mohou způsobit hoření těchto materiálů. Pracovníci, kteří používají acetylén a kyslík, musejí vždy dodržovat bezpečnostní předpisy týkající se skladování, manipulace a používání láhví i souvisejícího vybavení. Tento článek představuje školeným a kvalifikovaným pracovníkům některé osvědčené postupy při používání acetylénu a kyslíku v autogenních procesech. Fyzikální vlastnosti acetylénu Vzorec C 2 H 2 Molekulová hmotnost (g/mol) 26,0373 Kritická teplota ( C) 35,75 Kritický tlak (bar) 61,38 Bod varu ( C) -84,7 Bod tání ( C) -80,75 Teplota samovznícení C 325 Hustota pevné látky (kg/m 3 ) 729 Hustota plynu při 1,013 bar a 15 C (kg/m 3 ) 1,11 Měrný objem při 1,013 bar a 211 C (m 3 /kg) 0,918 Měrný objem při 1,013 bar a 21 C (m 3 /kg) 0,918 Měrné teplo při 1,013 bar a 15,6 C kj/(mol.k) 0, Skladování a manipulace Láhve musí být vždy uloženy ve svislé poloze, v dobře větraném prostoru a mimo zdroje tepla, hořlavé nebo žíravé látky a oleje. Při přepravě lahví ve vašem zařízení je nutno vždy použit dílenský nebo ruční vozík a přepravovat láhve ve svislé poloze a dobře zajištěné. Je důležité chránit láhve s acetylénem před silnými nárazy. I když je acetylén rozpuštěn ve stabilizačním rozpouštědle (obvykle v acetonu) a tento stabilní roztok je chráněn porézní látkou, náraz může tuto látku poškodit a vést ke zplynování rozpuštěného acetylénu. Pokud k tomu dojde, plynný acetylén se stává nestabilním a může se rozkládat na své základní složky vodík a uhlík. V důsledku toho se plamen nahřívaný acetylénem propálí při řezání rychleji než jiné plyny a může vzniknout téměř okamžitě s uvolněním velkého množství tepla. Jakmile tato reakce začne, spouští řetězovou reakci, která způsobí prasknutí láhve. Z tohoto důvodu je nutno s acetylénovými láhvemi zacházet velmi opatrně. Velikost láhve a rychlost odběru Je velmi důležité dbát na to, abyste pro daný proces používali správnou velikost láhve (požadovaná rychlost odběru). Jak bylo popsáno výše, láhev je naplněna speciální látkou, která udržuje acetylén rozpuštěný ve stabilizačním rozpouštědle. Proto maximální rychlost odběru acetylénu závisí na velikosti láhve, teplotě a typu použitého rozpouštědla. Pro dosažení dobrých výsledků je při používání acetylénu důležité nikdy nepřekračovat maximální rychlost odběru pro danou velikost láhve, kterou používáte. Pokud je rychlost 10 / SVĚT SVARU 1/2015

11 partnerské stránky odběru příliš vysoká, rozpouštědlo může unikat z láhve společně s acetylénem. Rozpouštědlo bude hořet a zhoršovat kvalitu plamene. Rozpouštědlo může také zanášet filtry a poškozovat těsnění, membrány a vystýlku hadic. Příprava zařízení Je nutné používat osobní ochranné prostředky (OOP), což jsou kožené rukavice, svářecí brýle a oblečení chránící před teplem a ohněm. Je rovněž důležité, aby tyto prostředky odpovídaly požadovaným normám. Pokud jsou některé prostředky poškozeny, nesmějí se používat a je nutno je vyměnit. Nikdy se nepokoušejte opravit žádné zařízení, které se používá pro práci s kyslíkem nebo acetylénem. Zkontrolujte identifikační štítky na láhvích, zda máte správné výrobky. Zkontrolujte, zda jsou výstupy obou láhví zbavené nečistot, oleje a maziva. Olej ani mazací tuk se nikdy nesmí používat pro mazání dílů, např. závitů na regulátoru nebo omezovačích zpětného šlehnutí, protože při reakci s kyslíkem může způsobit výbuch. Ujistěte se, že regulátory odpovídají svému účelu a nepřekročily doporučenou lhůtu výrobce pro výměnu. Omezovače zpětného šlehnutí jsou důležitá pojistná zařízení, která zamezují vniknutí plamenů zpět do láhví, a musí být přizpůsobeny každému regulátoru. Dále přizpůsobte hadice. Obě hadice musí být vybaveny zpětnými ventily a připojeny pomocí strojně lisovaného připojení; vícenásobně použitelné šnekové svorky se nesmějí používat. Zpětné ventily musí umožnit proudění plynu pouze v jednom směru, a proto je důležité je přizpůsobit hořáku. Zkontrolujte, zda hadice nemají viditelné poškození, např. záseky, trhliny nebo spáleniny. Pokud zjistíte jakékoli poškození, je nutné vyměnit celou hadici; nesnažte se ji opravit. Před použitím připojte řezací hořák a natlakujte systém, abyste se ujistili, že systém je těsný. Všechny spoje je nutno zkontrolovat pomocí vhodného bezolejového detekčního roztoku, nikoli mýdlovou vodou. Veškeré netěsné spoje způsobené volnými spojkami je nutno dotáhnout. Pokud je zařízení těsné, uzavřete ventily na obou láhvích a otevřete oba ventily hořáku, aby se odtlakovaly plynové hadice. Tím se také odstraní případné částice z hadic. Nakonec uzavřete regulátory plynu a zavřete ventily hořáku. Zapálení systému Kdykoliv zapalujete hořák, musíte nejprve profouknout systém, i když byl vypnut jen na krátkou dobu. Profouknutí je velmi důležité, protože odstraňuje hořlavé směsi plynů z hadic a zařízení. Tuto činnost je nutno provádět pouze v dobře větraném prostoru. Pokud tento krok není proveden, hrozí nebezpečí zpětného šlehnutí a zpětného zahoření plamene při zapalování hořáku. Pro úspěšné profouknutí systému začněte se zavřeným regulátorem tlaku a zkontrolujte, že ventily hořáku jsou uzavřeny. Pomalu otevřete ventily láhví, aby nedošlo k prudkému natlakování regulátorů. Dále nastavte požadovaný provozní tlak podle velikosti trysky, kterou budete používat (lze ji zjistit z tabulek provozních údajů od výrobce zařízení), pak nastavte regulátorem příslušné tlaky. Otevřete ventil acetylénu na hořáku a nechejte proud acetylénu vytlačit vzduch z hadice a zařízení. V případě potřeby upravte tlaky a zavřete ventil acetylénu na hořáku. Dále nastavte regulátor kyslíku na správný pracovní tlak. Otevřete ventil kyslíku na hořáku a profoukněte proudem plynu kyslíkové hadice a zařízení. Opět v případě potřeby upravte tlak a pak zavřete ventil kyslíku na hořáku. Otevřete ventil acetylénu na hořáku a zapalte plyn pomocí jiskrového zapalovače. Dále otevírejte ventil, dokud nebude plamen jasně hořet a černé saze prakticky zmizí, pak pomalu otevírejte ventil kyslíku na hořáku, dokud není dosažen správný plamen pro daný proces. Zpětné střílení plamene a zpětné šlehnutí plamene Pokud máte trvalé zpětné hoření v hořáku, uslyšíte zvuk praskání, pískání nebo kulomet. Nejdříve je nutno zavřít ventil kyslíku na hořáku, aby nedošlo k vnitřnímu hoření, a pak okamžitě zavřít ventil acetylénu na hořáku. Vážnějším problémem, který může nastat, je zpětné šlehnutí plamene. Zpětné šlehnutí nastane, když se čelo plamene pohybuje zpátky tělesem plynového hořáku do hadice a regulátoru a vrací se do láhve. To může způsobit nebezpečí silného hoření v láhvi a nutnosti zavolání záchranné služby. Zpětné šlehnutí plamene má dvě složky: čelo plamene a tlakovou vlnu. Jelikož se čelo plamene pohybuje rychlostí asi km za hodinu, zpětný ventil je nemůže zastavit. Jako ochranu regulátoru a láhve je důležité používat omezovač šlehnutí v trasách acetylénu i kyslíku. Uzavření Za normálních okolností po skončení práce zavřete ventil acetylénu na hořáku a poté uzavřete ventil kyslíku na hořáku. Potom zavřete ventily kyslíku i acetylénu na lahvích a otevřete oba ventily na hořáku, aby se odpustil tlak v zařízení. Nakonec uzavřete plynové regulátory, pak zavřete ventily na hořáku a opatrně položte hořák na jednu stranu. Nikdy nepokládejte horký hořák do blízkosti láhví. Je důležité si uvědomit, že kyslík se nikdy nesmí používat k ofukování kombinézy nebo pracovních stolů po ukončení práce. Při správném použití je acetylén velmi efektivní a bezpečný plyn pro svařování, řezání a pájení. Vyškolení pracovníci dodržující veškeré bezpečnostní pokyny si mohou být jisti, že pracují podle osvědčených postupů. Další bezpečnostní instrukce týkající se použití kyslíku a plynů najdete na webové stránce společnosti Air Products Craig Hunt je ředitelem oddělení svařování, výroby a zahraničního prodeje plynů společnosti Air Products PLC, Hersham Place Technology Park, Molesey Road, Walton on Thames, Hersham, Surrey KT12 4RZ, Velká Británie, +44(1932)249339, SVĚT SVARU 1/2015 / 11

12

13

14 Technologie svařování Moření a pasivace konečná povrchová úprava legovaných antikorozních ocelí Ing. Petr Kalný, FK system povrchové úpravy, s.r.o., Legované antikorozní oceli jsou u nás stále více používány všude tam, kde je potřeba zajistit antikorozní vlastnosti pouze pomocí vhodně zvoleného materiálu. V souvislosti s tím se také stále častěji objevuje otázka, týkající se antikorozní odolnosti těchto ocelí. Často dochází ke vzniku koroze v tepelně ovlivněné zóně svaru, ale i na plochách zdánlivě neporušených, v místech náletu nebo otěru uhlíkového materiálu, cizího vměstku v povrchu a v místech, kde vlivem tepelného, chemického nebo mechanického namáhání došlo ke změně chemického složení nebo struktury na povrchu materiálu. Čím je koroze způsobená? Většinou porušenou nebo nekvalitní pasivní vrstvou. Odolnost antikorozních ocelí proti vzniku koroze je dána mikroskopicky tenkou vrstvou oxidů legujících prvků, tzv. pasivní vrstvou. Ta bývá porušena nejčastěji: tepelně: v oblasti svaru a jeho ovlivněného pásma nebo jiného tepelného namáhání mechanicky: otěrem, náletem a zalisováním cizího materiálu chemicky Pokud je pasivní vrstva jakýmkoliv způsobem porušena, je nutné ji obnovit v plném rozsahu. Předpokladem pro vznik účinné pasivní vrstvy je kovově čistý povrch, zbavený všech nečistot. Nejvhodnějším způsobem vyčištění povrchu je chemické čištění, tzv. moření. a i při mírném zvýšení vlhkosti může dojít ke vzniku koroze. Broušením tupým nástrojem, hrubým zrnem a při vysokém úběru materiálu mohou vzniknout na povrchu místa s velkým pnutím, náchylná v prostředí s vyšším obsahem chloridů k důlkové korozi. Při tryskání zase zůstane část abraziva zaseknutá do povrchu a pod ním ulpí nečistoty a porušená pasivní vrstva, kterou jsme chtěli původně odstranit. Opět tedy nedosáhneme kovově čistého povrchu a navíc se tryskáním několikanásobně zvětší plocha povrchu a tím i riziko vzniku koroze. Mořením je naopak možné díky obrovské variabilitě dosáhnout perfektního kovově čistého povrchu prakticky na jakémkoliv výrobku nebo zařízení za přijatelných cenových podmínek. Další předností moření je sjednocení vzhledu povrchu po správně provedeném moření. Nejvhodnějším a nejúčinnějším způsobem zajištění maximální možné odolnosti daného materiálu vůči korozi je tedy chemické čištění, tzv. moření a následná pasivace! A B A: Broušený nemořený svařenec po testu v solné komoře B: Mořený svařenec po testu v solné komoře Korodující zábradlí bazénu z nerezové oceli Proč nejsou vhodné mechanické úpravy povrchu? Při mechanickém opracování nedojde k dokonalému vyčištění povrchu. Při broušení je část okují, náběhových barev a uhlíkového materiálu sice odstraněna, ale zároveň dojde k rozbroušení a rozmazání zbylé části po celém povrchu Jak dochází ke vzniku pasivní vrstvy? Ke vzniku pasivní vrstvy dochází na kovově čistém mořeném povrchu dvěma způsoby: Reakcí čistého povrchu se vzdušným kyslíkem dojde ke vzniku pasivní vrstvy během několika dní (tzv. autopasivace). Tento způsob je dostačující pro běžné použití legovaných antikorozních ocelí. Použitím pasivačního prostředku dojde okamžitě ke vzniku pasivní vrstvy, která je několikanásobně silnější než při autopasivaci. Provádí se při speciálním použití těchto ocelí v energetice, chemickém průmyslu apod. Pracovní postup při použití pasivačního roztoku je stejný jako při moření postřikem, eventuálně v lázni (viz dále). 14 / SVĚT SVARU 1/2015

15 Technologie svařování Jaký je správný pracovní postup při moření? Moření musí vždy probíhat podle následujícího schématu: Odmaštění povrchu a odstranění mechanických nečistot. Aplikace mořicího prostředku. Působení mořicího prostředku (doba působení je závislá především na typu oceli, míře znečištění povrchu a na použitém prostředku). Oplach vodou o tlaku minimálně 12 MPa (tlak je důležitý k dokonalému smytí mořicího prostředku a nečistot i z méně přístupných míst). Při moření malých a jednoduchých dílů je možné místo tlakové vody výjimečně použít důkladné mechanické očištění hadrem nebo kartáčem s umělohmotným vlasem pod vodou. Jak vypadá povrch po moření? Povrch antikorozní oceli musí být po moření kovově čistý bez jakýchkoliv stop po nečistotách všeho druhu (rez, zbytky uhlíkového materiálu, náběhové barvy a okuje po svařování, mechanické nečistoty). Veškeré mořicí a pasivační prostředky musí být také opláchnuty. Mořením dojde ke zmatnění a zároveň sjednocení vzhledu povrchu. Ozdobná brána po moření postřikem Jaké použít mořicí a pasivační prostředky? Mezi nejznámější a nejpoužívanější mořicí prostředky patří výrobky značky ANTOX, které se vyznačují vysokou kvalitou, účinností a vydatností. Podle způsobu aplikace mořicího prostředku lze rozdělit moření na tři základní způsoby: moření ponorem v lázni, moření svarů pastou, moření postřikem. Všechny tři způsoby zajišťují stejnou kvalitu povrchu materiálu, moření v lázni je však většinou nejlevnější a povrch má ze všech způsobů moření nejjednotnější vzhled. Při moření pastou se pro aplikaci používá štětec. Tento způsob je vhodný především pro moření svarů, případně velmi malých dílů, u nichž nezáleží na jednotném vzhledu. Na mořeném dílu mohou být vidět stopy po tazích štětce. Pro tento způsob moření jsou určeny pasty ANTOX 71 E PLUS a ANTOX 71 E EXTRA, pro úpravu leštěných dílů ANTOX 3d. Při moření postřikem se mořicí gel aplikuje na výrobek stříkáním jednoduchou postřikovou lahví s pumpičkou (pro menší plochy), nebo speciálním stříkacím zařízením (pro velké plochy). Do mořicího prostředku je možné přimíchat barevný indikátor, který usnadňuje rozlišení nastříkaného a nenastříkaného povrchu. Pro moření postřikem jsou určeny gely ANTOX 73 E, ANTOX 73 E PLUS a ANTOX 73 E EXTRA. Moření v lázni se používá pro úpravu dílů různé velikosti i tvaru a mimo jiné také zajišťuje sjednocení povrchu po stránce vizuální. Omezení tvoří velikost vany a manipulační technika, někdy i tvar a konstrukční detaily dílu. Pro moření v lázni se používá prostředek ANTOX 80 E. Mořicí prostředky (pasty a gely) jsou odstupňovány podle chemického složení od nejméně koncentrovaných (E) pro moření nízko legovaných chromových ocelí přes středně koncentrované (E PLUS) pro chromniklové austenitické oceli až po silně koncentrované prostředky (E EXTRA) pro moření vysoce legovaných ocelí. Nádrž před mořením a pasivací Nádrž po moření a pasivaci Bezpečnost práce a ochrana životního prostředí při moření. Mořicí prostředky obsahují kyselinu dusičnou (HNO 3 )a fluorovodíkovou (HF). Tyto látky jsou klasifikovány jako žíravé, toxické a vysoce toxické. Pracovníci musí absolvovat školení BOZP a školení pro práci s nebezpečnými látkami. Je také nutné používat speciální ochranné pomůcky. Při moření pastou stačí ochranný obličejový štít, gumová zástěra a rukavice. Při moření postřikem nebo v lázni je nutné použít ochrannou masku s filtrem proti kyselým exhalacím a celogumový oblek. Každá firma, nakládající s těmito přípravky, musí mít speciálně proškolené pracovníky pro manipulaci s nimi. Odpadní vody po moření a pasivaci jsou kyselé a obsahují těžké kovy, rozpuštěné ze základního materiálu, proto se musí zachytávat a ekologicky likvidovat. Může provádět moření a pasivaci každá firma samostatně? Konečný výsledek moření a pasivace je závislý na stanovení správného technologického postupu, zkušenosti pracovníků, kvalitě technického vybavení, použití správného mořicího prostředku a dalších faktorech. Zároveň je třeba splnit předpisy o ochraně zdraví, a bezpečnosti při práci. Je nutné vyhovět řadě legislativních předpisů o ochraně životního prostředí. Z těchto důvodů mohou provádět moření a pasivaci větších dílů pouze firmy s vlastním schváleným mořicím pracovištěm. Firmám bez vlastního pracoviště doporučujeme provádět pouze moření menších dílů pastou nebo gelem a náročnější mořicí práce objednat u naší firmy. Gumový ochranný oblek a ochranná maska s filtrem SVĚT SVARU 1/2015 / 15

16 Technologie svařování TCL systém účinné odsávání zplodin při svařování velkých svařenců Daniel Hadyna, Hadyna - International, Ostrava, Účinné odsávání zplodin při svařování nadměrných svařenců je problém, který není vždy lehké vyřešit. V zásadě existuje několik možných způsobů řešení. Optimálním z nich je instalace centrálního odsávacího systému tzv. TCL systém. Běžné způsoby řešení odsávání Pokud se svařují velmi rozměrné svařence, lze zajistit odsávání pouze dvěma běžnými způsoby. Buď použitím odsávaných svařovacích hořáků, nebo pomocí dlouhých samonosných ramen. Obecně platí, že odsávání pomocí odsávaných svařovacích hořáků, je nejúčinnější způsob odsávání vůbec. Firma se vybaví centrálním vysoko podtlakovým filtračním systémem, nakoupí si odsávané svařovací hořáky a může se začít svařovat. Ovšem odsávané svařovací hořáky jsou těžší než běžné svařovací hořáky a mají méně ohebnou přívodní kabeláž. Snad všem svářečům se líbí toto účinné odsávání. Ovšem jakmile vezmou hořák do ruky, řekněme většině z nich se po chvilce těžší svařovací hořák pronese a zvýšená námaha s ohyby tohoto hořáku pak svářeče od jejich používání zcela odradí. Naše společnost ročně provede několik praktických zkoušek odsávaných svařovacích hořáků u potenciálních zákazníků. Ovšem praktickou instalaci nemáme ani jednu. Ve všech případech svářeči odmítli s těmito hořáky pracovat. Druhou možností řešení odsávání při svařování nadměrných svařenců je použití dlouhých samonosných ramen. Ramena mohou mít délku až 10 metrů. Ovšem účinný pracovní prostor každého odsávaného ramene je tvořen krychlí o velikosti 2,5 násobku průměru přívodní hadice samonosného ramene. Pokud je dnes standardem např. průměr hadice 160 mm, účinný prostor odsávání takového ramene je pouze 400x400x400 mm. Proto je nutné neustále při svařování rameno posouvat nad místo svařování. A to svářeči zapomínají nebo jednoduše řečeno nedělají. Proto je použití samonosných ramen při svařování nadměrných svařenců skutečně nevhodné. Push-Pull systém je neefektivní Existuje ještě jeden způsob, jak zajistit odsávání svařoven při svařování rozměrných svařenců. A tím je tzv. Push-Pull systém. Jedná se o instalaci dvojice potrubí s pravidelnými průduchy, které jsou umístěné po obou stranách svařovny v její horní části, zpravidla úplně pod stropem haly. Jedno potrubí je odsávané a druhé pak přivádí vyčištěný vzduch z filtrační jednotky zpět do haly. Principem je pak odsávání vystoupaných svařovacích dýmů nahromaděných pod stropem dílny a vrácení vyčištěného vzduchu zpět. Push-Pull systém však nezajistí optimální proudění vzduchu ve svařovně. Především v době inverze nebo nízkého atmosférického tlaku vzduchu se dýmy drží spíše nad podlahou dílny nebo v prostřední výšce haly a nestoupají vzhůru. Pak je odsávání systémem Push-Pull neúčinné. Měli jsme možnost vidět několik instalací Push-Pull systému. Nikdo z těchto uživatelů nebyl s tímto systémem zcela spoko- Princip Push-Pull systému odsávání svařoven. Push-Pull však nezajistí dokonalé proudění vzduchu ve svařovně. Pokud je venku nízký atmosférický tlak, svařovací dýmy zůstanou přibližně 3 4 m nad podlahou dílny a nestoupají výše. Princip TCL systému odsávání. Vyčištěný teplejší vzduch je vháněn zpět do prostoru svařovny pomocí řady svislých vývěvných potrubí. Teplejší vzduch stoupá vzhůru a strhává s sebou svářečské dýmy až pod strop, kde je vzduch odsáván odsávaným potrubím zpět do filtrační jednotky. 16 / SVĚT SVARU 1/2015

17 Technologie svařování jen. Proto se o tomto způsobu odsávání jako řešení odsávání při svařování nadměrných svařenců moc nechceme zmiňovat. Představujeme TCL systém TCL systém, podle zkratky z anglického označení Turbo Convection Lift, zahrnuje instalaci odsávacího potrubí pod stropem dílny přibližně uprostřed haly a řadě svislých návěvných potrubí instalovaných v řadě za sebou po obou stranách svařovny. Horní potrubí odsává svářečské dýmy nahromaděné pod stropem dílny. Uvnitř filtrační jednotky se teplota filtrovaného vzduchu pohybuje kolem st. Celsia. Vyčištěný vzduch se vhání zpět do haly pomocí řady svislých návěvných potrubí těsně nad podlahou dílny. Teplota nad podlahou je vždy nižší, než teplota vyčištěného vzduchu proudícího z návěvného potrubí. Rozdíl těchto teplot způsobí, že se vyčištěný vzduch zvedá vzhůru po celé ploše svařovny a strhává sebou svářečské dýmy. Horní odsávací potrubí opět tento vzduch odsává a vhání zpět do filtrační jednotky. Tímto způsobem je zajištěna optimální cirkulace vzduchu ve svařovně a tím také samotné odsávání. Výměna vzduchu v hale větrání svařovny TCL systém nezajišťuje jen odsávání svářečských dýmů, ale také větrání svařovny. Každá svařovna by měla mít zajištěnou pravidelnou výměnu celého objemu vzduchu svařovny, a to min. 3x, spíše 4x za hodinu. Proto je systém TCL doplněn pomocným ventilátorem s křížovým tepelným výměníkem, který do vyčištěného vzduchu přimíchává 5 15 % čerstvého vzduchu z venkovního prostoru haly. Poměr lze řídit ručně pomocí nastavení frekvenčního měniče, kterým se zvyšuje nebo snižuje výkon tohoto pomocného ventilátoru. V letním období se nastavuje spíše jeho vyšší výkon. Do haly je vháněn větší poměr studenějšího čerstvého vzduchu a hala se tak zbytečně nezahřívá. V zimním období se naopak výkon snižuje, aby se zbytečně nevyvětrávalo teplo z haly. Filtrační jednotka TCL systému může být umístěna vně haly. Instalace obsahuje ventilátor, filtrační jednotku, pomocný ventilátor pro přívod čerstvého vzduchu z venkovního prostoru. Panel obsluhy je pak instalován na svařovně. Instalovaný TCL systém na svařovně, kde se svařují nadměrné dílce. Podél oken svařovny jsou v pravidelných rozestupech instalovaná svislá návěvná potrubí. Pod stropem dílny je pak instalované odsávané potrubí s odsávacími průduchy. Přitápění svařovny systémem TCL Vyčištěný vzduch lze za výstupem z filtrační jednotky rovněž dohřívat pomocí rekuperační jednotky. Do rekuperační jednotky je přivedena teplá voda v běžném topenářském potrubí např. z plynových kotlů. Vyčištěný vzduch pak prolétne přes křížový výměník tepla a tím se zahřívá. Pak lze pomocí TCL systému rovněž zajistit dohřev haly. Naše společnost instalovala několik těchto systémů. Přestože tento systém nazýváme pouze dohřevem haly, u nových hal nebylo nutné zajišťovat další jiný zdroj tepla a v zimním období uživatel tímto systémem pokryje dostatečný přísun tepla pro svou svařovnu. Řešili jsme instalaci TCL také jen na polovině haly funguje to Jeden náš zákazník si postavil velkou halu, která byla rozdělena podélně na svařovnu a montážní dílnu. Uprostřed haly nebyla žádná dělicí stěna. Požadoval instalaci TCL systému jen v rámci jedné poloviny haly. Tzn., že zde nebylo možné instalovat druhou řadu svislých návěvných potrubí. Neuměli jsme mu tedy zaručit, že TCL systém instalovaný podélně na jedné půlce haly bude mít dostatečně silný výkon, že svařovací dýmy nepřetečou do druhé půlky haly. Proto jsme se dohodli na opci, že pokud nebude instalovaný TCL systém dostačovat pro odsávání svařovny, zákazník si za zvýhodněnou cenu pořídí TCL systém rovněž na druhou půlku haly. Hala byla dlouhá přes 36 metrů, cena kompletní dodávky TCL systému pro tuto půlku haly přesahovala částku 700 tis. Kč bez DPH. Takže se jednalo o nezanedbatelnou částku pro tuto dodatečnou případnou instalaci. Po instalaci TCL systému nás pak pan ředitel při předávání zařízení docela zaskočil. Ve své svařovně odpálil dýmovnici, aby posoudil účinnost TCL systému. Dopadlo to však dobře. TCL systém velice rychle dým ve svařovně odsál a zařízení bylo úspěšně předáno. Závěr Pokud dnes svařujete nadměrné svařence a chystáte se stavět novou halu nebo vyměnit stávající filtrační systém, neváhejte nás kontaktovat. Rádi Vás navštívíme k osobní konzultaci. Případně Vám zprostředkujeme návštěvu u jednoho z našich zákazníků, kteří systém TCL používají. Více informací naleznete také na internetových stránkách na adrese SVĚT SVARU 1/2015 / 17

18 partnerské stránky Plně automatický systém měření svařovaných komponentů - více než 20krát rychlejší Ing. Rudolf Nágl, YASKAWA Czech, s.r.o., Praha, Dříve se svařované komponenty systémů výfukových plynů určené pro jednoho z hlavních dodavatelů do automobilového průmyslu měřily na dotykovém měřicím přístroji a zkoušky netěsností se prováděly na zvláštním kontrolním kalibru s manuálním ovládáním. Plně automatický systém od firmy Ziemann & Urban stihne provést výše uvedené úkony během jednoho cyklu svařovacího robota, a to 20krát rychleji, než tomu bylo dříve. Je to umožněno díky nasazení robota Motoman od firmy Yaskawa, který je vybaven kamerovou stereo-hlavou. Svařované komponenty určené do systémů výfukových plynů automobilů musí vyhovovat přísným požadavkům na rozměrovou přesnost a na těsnost proti úniku spalin. Rovněž zajištění kvality v této oblasti je úměrně tomu důležité, mnohdy i časově náročné. Kompletní změření všech stanovených parametrů vyžaduje laboratorní měření na dotykovém měřicím přístroji, které trvá přibližně 15 minut. Plně automatické kontrolní zařízení vyvinula - a u jednoho dodavatele do jedné z největších světových automobilek zavedla firma Ziemann & Urban GmbH Prüf- und Automatisierungstechnik se sídlem v Moosinningu u Mnichova. Toto zařízení pracuje se stejnou přesností, jako tomu bylo u dřívějšího řešení, je ale mnohonásobně rychlejší. Během několika sekund zařízení identifikuje komponent na základě laserově nasnímaného datamatrixového kódu, provede 3D měření geometrických rozměrů v souřadnicovém systému automobilu, a test netěsnosti, a to dokonce i u komponentů složitých tvarů. Kontrola tak proběhne během jednoho pracovního cyklu svařovacího robota Tento systém je plně integrovaným a zcela nezávislým speciálním kontrolním zařízením. Veškerá měření prováděná na komponentu proběhnou tak, že to stihne právě během 18 / SVĚT SVARU 1/2015

19 partnerské stránky jednoho pracovního cyklu robotického svařovacího zařízení, tj. přibližně za 40 sekund na komponent. Kontrolní zařízení je pevný svařovaný ocelový rám se servisními dvířky a je tedy vhodné i pro práci v náročných podmínkách automatizovaných svářečských dílen třísměnného pracovního provozu. Komponenty určené ke kontrole projíždí tímto kontrolním stanovištěm na dopravníkovém systému s celkem desíti nosiči navrženými speciálně pro upevnění daných komponentů. Za účelem dosledovatelnosti jsou komponenty opatřeny štítky RFID, které mohou být načteny na každém kontrolním stanovišti. Nosiče součástek jsou vykládány předepsaným způsobem na dvou kontrolních stanovištích. 3D měření prostřednictvím snímací hlavy vedené robotem Na prvním stanovišti se provede 3D měření prostřednictvím stereo kamerové hlavy. Tento systém obsahuje dvě kamery GigE s vysokým rozlišením a kruhovými LED-diodami, kterými je možno povrch v případě potřeby osvítit zábleskem, systém obsahuje také křížový laser třídy 2M. Každá z kamer které jsou navzájem vůči sobě kalibrované udělá snímek stejného místa. Díky flexibilitě 6osého robota Motoman MH5 LF od firmy Yaskawa dovedou obě kamery bez problémů nasnímat jakýkoliv bod komponentu: pokud se bod nachází na opačné straně, extrémně pružné kloubové rameno dokáže obkroužit komponent ze všech stran. Dovede se přiblížit k více jak 20 zadaným konstrukčním prvkům na komponentu, jako jsou hrdla, příruby nebo nosné destičky. Rameno přechází z bodu do bodu, čímž je umožněn záznam příslušných měřených bodů kamerami. Přesnost měření je 0,05 mm (50 μm). Před každým prováděným měřením se provede referenční měření, aby se tak zaručila absolutní přesnost polohy robota. Navíc si obsluha stroje může snadno a rychle ověřit, že systém je pně funkční, např. po změně směny nebo po údržbě. Referenčním bodem je sériová součást pevně přišroubovaná k nosiči součástí. Nosič součástí se musí nainstalovat ručně, robot provede automaticky jeho detekci. Z důvodů kalibrace je pro referenční součást vypracována speciální tabulka hodnot s přísnými tolerancemi. Software ZU-Vision pro zpracování obrazu od firmy Ziemann & Urban používá jako základ pro měření každého bodu 3D souřadnicový systém automobilu zákazníka. Body systému specifické pro komponent, tzv. systém referenčních bodů (RPS) se tak přepočítávají zpět do nominálních pozic. Systém používá výsledky této transformace pro automatickou korekci zbývajících bodů měření. To znamená, že i v případě, kdy komponenty nebudou umístěny na nosiči součástí s úplnou přesností, přesnost měření tím nebude ovlivněna. Velmi se tak zjednodušuje načítání systému, které se v současné době provádí manuálně. Test netěsnosti a vizualizace Test netěsnosti velkoobjemových komponentů se provádí na druhém kontrolním stanovišti. Nejprve se všechny příruby a všechny spoje utěsní pomocí cylindrů. Na každý komponent je jich potřeba deset což je neobvykle velké množství. Pomocí kalibračního laminárního průtokoměru se pak za použití stlačeného vzduchu zjistí, zda dochází u komponentů k nějakým únikům. Na každou součástku, která je identifikovaná jako vadná, je pak automaticky připevněn štítek Rework s popisem závady. Vadné součásti (NOK) se následně shromáždí na určeném místě. Součásti, které prošly kontrolou (OK), jsou automaticky dopravovány na svých nosičích na stanoviště vykládky a následně jsou přemístěny na další pracoviště. Z důvodů statistického vyhodnocování, a kvůli jednoznačné dosledovatelnosti jednotlivých součástí, jsou výsledky měření ukládány do zvláštních souborů v systému CAQ zákazníka pro každý komponent zvlášť. Každý soubor obsahuje kromě čísla komponentu a identifikačního čísla (ID) nosiče součásti, na kterém byl komponent kontrolován, také nominální rozměry, skutečné rozměry a tolerance měřených hodnot. Kontrolní systém jakožto měřicí zařízení podléhá analýze měřicího systému (MSA), při které se zjišťuje strojová kapacita (index strojové kapacity měřicího systému Cg/Cgk) a opakovatelnost (%RR/GRR). Všechny kalibrační úkony jsou plně automatizované. Stejně jako i jiné citlivé a z hlediska funkce kritické nastavovací kroky, tyto kalibrační operace jsou chráněny proti neoprávněnému přístupu, a to prostřednictvím vícestupňového uživatelského systému. V průběhu cyklického měření a monitorování testovacího zařízení provede systém po dokončení kontroly každého komponentu ještě referenční měření vycházející ze základní polohy robota. Tímto způsobem systém překontroluje sám sebe a dochází k ověření změřených výsledků. Odchylky způsobené např. kolizí robota, uvolněním kamery/čoček nebo jiné mechanické odchylky jsou okamžitě odhaleny. Systém vyšle varování a zařízení se automaticky zastaví. Počítačově řízené funkce a funkce vizualizace jsou ovládány softwarem ZU-Control na průmyslovém počítači s obrazovkou 19 se záložním zdrojem napájení (UPS). Systém se ovládá prostřednictvím řídicího panelu s 23 dotykovou obrazovkou, která je umístěná na otočném čepu. Na tuto dotykovou obrazovku, která slouží k vizualizaci systému, je možno načítat i historii naměřených hodnot. Jednotlivé části systému spolu navzájem komunikují skrze EtherCAT a TCP/IP. Shrnutí a výhledy do budoucna Vyvinutím plně automatického systému kontroly pro svařované komponenty nabízí firma Ziemann & Urban GmbH Prüfund Automatisierungstechnik mnohem rychlejší alternativu k běžné dotykové kontrole komponentů. Základ systému tvoří flexibilní manipulační robot Motoman od firmy Yaskawa. Jeho snímací hlava dovede spolehlivě nasnímat více než 20 měřicích bodů. Systém byl vytvořen tak, aby mohl být později různě modifikován a rozšiřován: díky jednoduchému nosiči součástí a díky univerzálnosti robota bude jednoduché v budoucnosti uzpůsobit tento systém i pro různé další varianty komponentů. U nových nebo modifikovaných výrobků je možno do programu robota a do zobrazovacího systému snadno přidávat nové body, nebo původní body modifikovat. Navíc je tento systém již teď vybaven automatickými nakládacími roboty pro případ, že by dávky komponentů byly hodně velké. SVĚT SVARU 1/2015 / 19

20 Bezpečnost práce Robotizovaná stanice bez zabezpečení to nepůjde Filip Pelikán, SICK, spol. s r. o., Automatizace a robotizace výrobních procesů nejen zvyšuje efektivitu a produktivitu výroby, ale také s sebou přináší zvýšené riziko zranění obsluhy. Přičemž je nutné si uvědomit, že současná legislativa, ve znění nařízení vlády č. 176/2008 Sb., nařizuje výrobci, dodávat pouze bezpečná strojní zařízení a provozovatel musí na základě požadavků Zákoníku práce a Nařízení vlády č. 378/2001 Sb. používat pouze bezpečná strojní zařízení. Standardní robotizované pracoviště se skládá ze samotného robota, který je za oplocením, a jsou učiněna bezpečnostně technická opatření, aby toto oplocení robot lidově řečeno nezboural. Viz požadavky v ČSN EN ISO :2011. Často musí díly na opracování zakládat anebo vyjímat člověk. V takovém případě je nutné, aby byla učiněna opatření, aby nedošlo ke střetu člověka s robotem, který by mohl mít i fatální následky. Proto se musí učinit následující opatření: Vstup na zakládací místo zabezpečit, např. roletovými dveřmi nebo bezpečnostní vícepaprskovou světelnou mříží nebo bezpečnostním světelným závěsem. Viz kapitolu , Přílohy 1, Nařízení vlády č. 176/2008 Sb. Zamezit přístup pracovníka od zakládacího stolu dál do prostoru robota, mechanická překážka by měla být aspoň 20 / SVĚT SVARU 1/2015