— Druga generacja procesu CMT jest kolejnym prawdziwym krokiem milowym w porównaniu z poprzednią wersją, choć już ta ostatnia oferowała najwyższy poziom jakości spawania i niezawodności procesu — wyjaśnia z entuzjazmem po trzech miesiącach produkcji seryjnej Michael Nowasz. Dla kierownika działu łączenia w voestalpine Automotive Components Schmölln GmbH jedno jest pewne: — Dzięki licznym innowacjom i dalszemu rozwojowi TPS/i w połączeniu z dostosowanym do potrzeb procesem CMT, po raz kolejny znacznie poprawiliśmy jakość i zwiększyliśmy zakres naszych działań w dziedzinie łączenia.

Podobnie jak poprzednia generacja, nowy proces CMT (Cold Metal Transfer) charakteryzuje się szczególnie niskim poziomem oddawanego ciepła i możliwością wypełniania szczelin. Jest to możliwe dzięki szczególnie dynamicznemu sterowaniu łukiem spawalniczym. — Podejście wybrane przez firmę Fronius różni się od innych już na pierwszy rzut oka, ponieważ oderwanie kropli lub przejście kropli jest nie tylko sterowane elektroniką źródła spawalniczego, ale jest również wspierane mechanicznie — mówi kierownik działu. W tym celu drut elektrodowy jest zwijany za pomocą palnika spawalniczego PushPull dokładnie wtedy, gdy prąd osiągnie maksimum i zostanie wyłączony. W ten sposób powstaje szczególnie stabilny łuk spawalniczy, który działa praktycznie bez rozprysków i pozwala na uzyskanie większych prędkości spawania.

Koncentracja na jakości: szybsze spawanie za pomocą CMT
— Przejście ze standardowego procesu MAG na proces CMT już przyniosło zadowalający wzrost wydajności — Michael Nowasz wspomina czas po wprowadzeniu pierwszej generacji procesu CMT w zakładzie w Schmölln w 2011 r. — Od tego czasu nie trzeba usuwać żadnych rozprysków, a moi pracownicy mogli całkowicie skupić się na tym, co jest najważniejsze dla naszych klientów z branży motoryzacyjnej: na jakości spawu.

Kolejną zaletą rozwiązania CMT firmy Fronius jest wysoka dostępność systemu CMT, podkreśla kierownik działu: „Jeśli łuk spawalniczy zgaśnie z jakiegokolwiek powodu, proces ponownie zapala się automatycznie. Od tamtej pory błędy zapłonu, spalanie drutu elektrodowego na końcówce prądowej lub podobne niedogodności odeszły do przeszłości”.

Specjalista od łączenia docenia różnorodność sposobów, w jakie firma Fronius może wpływać na proces spawania i geometrię łuku spawalniczego. Obejmuje to również możliwość nałożenia na CMT procesu impulsowego w celu jeszcze lepszego i szybszego sterowania oddawaniem ciepła przez łuk spawalniczy do materiału podstawowego.

CMT w specyfikacjach warunków zamówienia dla nowych instalacji
Dzięki konsekwentnie zdobytemu pozytywnemu doświadczeniu kierownik oddziału zapewnił, że metoda CMT dla spawania łukowego blach stalowych o grubości do 3 mm została standardowo włączona do specyfikacji warunków zamówienia nowych systemów spawania. Firma voestalpine produkuje szeroką gamę samochodowych elementów konstrukcyjnych z blach ocynkowanych i wysokowytrzymałych oraz blach aluminiowych. Ostatnio sześć z dwunastu zrobotyzowanych linii spawalniczych w zakładzie w Schmölln pracowało z wykorzystaniem procesu CMT.

W związku z tym osoby decyzyjne w voestalpine pozytywnie zareagowały na drugą generację technologii CMT przedstawioną na początku 2016 roku oraz na propozycję firmy Fronius, aby przetestować jej zastosowanie w produkcji seryjnej. — Do pierwszych prób spawalniczych wybraliśmy słupek A z wysokowytrzymałej stali ocynkowanej. Ten skomplikowany komponent idealnie nadaje się do przetestowania nowego procesu, nie tylko ze względu na wymagający materiał, ale również ze względu na ograniczoną dostępność i duże wymiary szczelin wynikające z procesu produkcji — wyjaśnia Michael Nowasz.

„Po prostu genialne”
Latem 2016 roku w siedzibie Fronius w Wels przeprowadzono pierwsze próby spawania z wykorzystaniem nowej technologii CMT i TPS/i. — Odwiedziłem laboratorium razem z naszym kierownikiem ds. rozwoju i zobaczyłem nowy proces CMT w działaniu — relacjonuje kierownik oddziału. — To, co tam widzieliśmy, było po prostu genialne. Od razu stało się dla nas jasne, że Fronius odniósł kolejny wielki sukces.

Podstawą osiągniętego skoku technologicznego jest TPS/i, który nie jest jedynie dalszym rozwinięciem poprzedniego modelu TPS, lecz całkowicie przeprojektowanym źródłem prądu spawania. Firma Fronius opracowała na nowo wszystkie komponenty, począwszy od sterownika, magistrali komunikacyjnej i podajnika drutu, a skończywszy na interfejsie użytkownika, układzie chłodzenia i wiązki uchwytu. W ten sposób firma mogła korzystać z najnowocześniejszych technologii i dopracować cały system, aby uzyskać maksymalną precyzję i wydajność.

Nowy algorytm — nowy palnik zrobotyzowany
Aby proces CMT mógł w jak największym stopniu wykorzystać TPS/i, algorytm został przeprojektowany i rozszerzony do drugiej generacji. Palnik spawalniczy PushPull, który został już całkowicie przeprojektowany dla serii TPS/i, nie został pominięty i wyposażono go w wersję CMT z cyfrowo sterowanym serwomotorem AC dla jeszcze wyższych częstotliwości ruchu oscylacyjnego drutów elektrodowych.

— Zaletą nowego palnika automatycznego Robacta Drive jest to, że natychmiast przyciąga wzrok — mówi Michael Nowasz. — Jest on bardziej kompaktowy niż poprzedni model i dzięki temu gwarantuje lepszą dostępność, której coraz bardziej potrzebujemy w przypadku bardziej złożonych komponentów.

Nowy proces CMT w produkcji seryjnej
Wyniki testów spawalniczych na rzeczywistych elementach były tak przekonujące, że uczestnicy natychmiast rozpoczęli transfer nowej generacji CMT do produkcji seryjnej w voestalpine. Czas nadszedł jesienią 2016 roku. W ciągu jednego dnia pracownicy firmy Fronius przebudowali pierwsze z sześciu ogniw robota, w której pod osłoną gazu ochronnego CO2 produkowane są uchwyty z blachy stalowej o grubości od 2 do 3 mm. W przybliżeniu jeden metr spoiny musi składać się z 48 pojedynczych spoin o maksymalnej długości 35 mm.

— Następnego ranka wspólnie wyuczyliśmy robota i tego samego dnia spawaliśmy pierwsze części — wspomina Michael Nowasz. — Okazało się, że dzięki nowemu systemowi można szybciej i łatwiej dobrać właściwe parametry. Aby osiągnąć optymalne wartości robocze, trzeciego dnia konieczne było dokonanie jedynie drobnych korekt.

Kierownik działu był również przekonany o funkcjonalności nowego magnetycznego CrashBox. — Pozwoliliśmy robotowi uderzyć palnikiem spawalniczym o blachę — zabezpieczenie zadziałało tak szybko, że nie mogło dojść do uszkodzenia palnika, robota, urządzenia lub elementu obrabianego. Po kolizji blokadę magnetyczną należy ponownie włączyć z zachowaniem punktu odniesienia, aby umożliwić natychmiastowe kontynuowanie spawania. Uciążliwa wymiana modułu CrashBox i przejazd referencyjny stają się zbędne.

Po testach, tego samego dnia, firma voestalpine mogła wznowić produkcję seryjną z nową konfiguracją CMT. — Byłem bardzo podekscytowany, że przejście przebiegło tak sprawnie i że do dziś — trzy miesiące i 3000 części później — nie doszło do przestoju i do tej pory nie musieliśmy prosić Froniusa o dalsze wsparcie — cieszy się Michael Nowasz.

Źródło: Fronius