L'utilisation d'un robot de soudage pour la fabrication par soudage utilise généralement une électrode pleine ou à âme métallique. Cela est vrai en raison de la polyvalence du processus GMAW - capacité toutes positions, modes de transfert de métal à faible apport de chaleur, taux de dépôt et efficacité des électrodes plus élevés et dépôt de soudure d'hydrogène exceptionnellement faible. Les alternatives ne sont généralement pas considérées comme rentables.

Le soudage à l'arc submergé (SAW) est une exception à ce paradigme de sélection de processus de soudage robotique typique. Il est considéré comme un processus de soudage très efficace en raison de sa capacité à produire des dépôts de soudure sains, qui sont plus faibles en hydrogène et fusionnent bien avec les matériaux d'origine. Avec certitude, SAW est en mesure de fournir des propriétés mécaniques de soudure finies exceptionnelles. Pour ces raisons, de nombreux fabricants de la partie fabrication du soudage ASME du marché du soudage préfèrent SAW et spécifient son utilisation à chaque occasion.

Lors d'une visite de Lincoln Electric Automation à Cleveland, John Susong, PDG et président d'East End Welding, Inc. situé à Brimfield, Ohio, a observé avec un vif intérêt l'utilisation du procédé SAW utilisant un bras de soudage robotisé.

Après la présentation, un débat animé s’est ensuivi. Susong, qui était accompagné à Lincoln Electric par Bob Einfeldt de Praxair Distribution, savait que ses opérations avaient de bonnes raisons d'enquêter sur l'utilisation robotique de SAW. Einfeldt a renforcé l'idée et des plans pour utiliser le système de soudage robotisé SAW chez East End Welding sont nés.

Susong et Einfeldt ont reconnu le rôle important que SAW pourrait jouer dans l’avenir d’East End. Le potentiel de la SAW automatisée par robot est devenu évident pour Susong alors qu'il prenait conscience des avantages du processus d'arc submergé dans la fabrication de production d'énergie. Dans cet esprit, il a commencé à chercher des moyens de développer des utilisations de SAW dans son atelier de soudage.

L’objectif de Susong était de consacrer plus de temps à la production d’énergie de son entreprise de fabrication afin d’améliorer l’efficacité opérationnelle et la qualité des soudures finies. L’application de soudage bout à bout de la société répondait à cette exigence et constituait une cible idéale pour l’intégration du processus robotisé SAW.

Facteurs de changement
East End utilisait le SMAW au lieu d'un procédé de soudage à facteur opérateur plus élevé. En tant que tel, le soudage prenait du temps. Chaque capuchon d'extrémité nécessitait une soudure à pénétration complète et à passes multiples et avait des exigences de température de préchauffage et d'interpass. De plus, en raison de la longueur totale des pièces, la fabrication de la tête était sujette à une manipulation excessive.

Si l'entreprise passait au soudage robotisé à l'arc submergé, les soudeurs pourraient alors faire tourner la tête de torche au lieu de faire rouler les en-têtes pendant la fabrication. Susong a été vendu, mais il a également reconnu qu'une planification minutieuse était impérative pour y parvenir. Il a commencé à former son équipe pour faire la transition vers le nouveau processus robotique. Il savait qu'il y avait un risque pour ce type d'investissement, mais était prêt à «ouvrir la voie» car, à la fin, il aurait un excellent outil, «que personne d'autre au monde n'avait».

East End Welding a mis en œuvre le système robotique SAW pour la première fois à la fin de 2009. L'installation a prévu une capacité de cellule de travail à trois zones, espacées de 90 degrés. Il comprend l’utilisation d’un bras robotisé FANUC® M-710 et d’une commande intégrée à la source de courant de soudage Power Wave® AC / DC 1000® SD basée sur un onduleur de Lincoln Electric. Une tête de soudage SAW modifiée fournit un fil unique SAW à partir d'un emballage en vrac ou d'une bobine de Lincolnweld® LA-90, LA-92 ou LA-93, électrode à arc immergé à fil plein de 3/32 po de diamètre, généralement spécifiée avec Flux Lincolnweld® 960. Pour assurer une couverture de flux concentrique au joint de soudure, la société a utilisé un système de distribution de pression d'air Lincoln Electric en instance de brevet.

Le travail d'équipe facilite le changement
À East End, Susong permet aux membres de son équipe d'aborder de front les changements technologiques. Du point de vue de la formation, lorsque l'entreprise acquiert les dernières avancées en usinage, découpe et soudage pour améliorer la qualité des produits finis et réduire les coûts, il fait confiance à son équipe pour profiter de chaque opportunité pour développer l'utilisation de nouvelles technologies. Susong estime que la promotion d'une relation de collaboration entre les membres de l'équipe et les principaux fournisseurs est essentielle à la mise en œuvre réussie du système robotique.

Lorsque East End a déployé le nouveau processus robotique SAW, Susong a invité Praxair et Lincoln Electric à faire partie de son équipe de mise en œuvre. Le David Mate de Lincoln Electric Automation a joué un rôle important dans le succès. Son approche technique pratique a fourni de nouvelles connaissances en soudage pour toute l'équipe d'East End, qui comprenait David Dockery, Doug Susong, Randy Starcher, Mike Benyi et Greg Murray.

Ensemble, l'équipe a travaillé sur la planification de la séquence de soudage, la question du contrôle de l'apport de chaleur et de la température entre les passes et, enfin, la fourniture cohérente de fil et de flux au joint de soudure.

Le compagnon de Lincoln Electric a travaillé sur chaque aspect des opérations de soudage, et les efforts combinés de l’équipe East End et de Lincoln Automation ont transformé un risque en un succès complet, en développant un processus robotique efficace.

Intégrer un nouveau processus
Au cours du processus, la soudure de racine de la soudure de bout à bout et la passe à chaud ultérieure sont préparées à l'aide de GTAW dans une opération manuelle qui précède l'utilisation du système de soudage robotisé SAW. Une soudure correcte du collecteur nécessite la jonction de deux embouts par unité. Une fois que la soudure SAW est terminée à une extrémité, le collecteur de 17 pieds est soulevé de l'outillage et tourné de 180 degrés pour permettre le soudage du deuxième capuchon d'extrémité. Six ensembles de collecteur sont placés dans un appareil de soudage unique conçu par East End qui maintient chaque capuchon d'extrémité dans la position de soudage plate 1G. Ce luminaire innovant permet le soudage robotisé de la majorité des commandes de tête d'East End.

Le robot se déplace d'une soudure embout à embase à la suivante, une passe à la fois, avec jusqu'à 20 passes par embout. Cette méthode permet un maintien plus facile de la température entre passes requise (moins d'attente), ainsi qu'un nettoyage réduit du flux utilisé entre les passes. Tout le soudage utilise du courant alternatif pour les passes de remplissage, puis du courant alternatif ou continu pour les passes de bouchon. Une remarque: dans cette application très détaillée, l'opérateur de soudage robotisé a plus à planifier et à prendre en compte que ce qui est typique pour une opération de robot de soudage de qualité commerciale sans code.

Le Lincoln Electric Power Wave® AC / DC 1000® SD, interfacé avec la portée de 12,0 pieds du robot FANUC® M-710, offre la possibilité de manipuler la polarité DC- (taux de fusion plus élevés) couplée avec DC + (pénétration plus profonde). Par conséquent, l'utilisation de cette fonction réduit le risque de soufflage à travers la combinaison de soudure de fond TIG (GTAW) et de soudure à chaud avec SAW. La Power Wave® AC / DC 1000® SD permet également à l'opérateur d'ajuster le temps et l'amplitude du courant pendant chaque demi-cycle et la fréquence de la sortie CA.

En fonction du fil sélectionné, le Lincolnweld® 960 ou tout autre flux d'arc submergé Lincolnweld® est alimenté par un système de distribution et de récupération de flux sous pression et commandé par solénoïde de Lincoln Electric en instance de brevet. Le flux a une température de préconditionnement de 350 ° F.

Avec la mise en œuvre de ce système, la qualité des soudures finies s'est améliorée tandis que le temps nécessaire pour effectuer les soudures finies a diminué. Les efforts acharnés et persistants de l’équipe ont porté leurs fruits et la technologie de pointe a triomphé alors que le système de soudage SAW a fait progresser East End pour répondre aux besoins de ses clients - de manière efficace et efficiente - maintenant et dans le futur.