Oferta urządzeń spawalniczych jest dziś bardzo szeroka i obejmuje sprzęt o różnym poziomie zaawansowania technologicznego, a co za tym idzie – o zróżnicowanych cenach. Dobór urządzeń, z uwzględnieniem kryteriów technicznych, ekonomicznych (cena, warunki płatności i dostawy, koszty eksploatacji), normatywnych i rynkowo-organizacyjnych, jest ułatwiony, gdy dostawcą rozwiązania ma być uznany producent – w większości przypadków bowiem jego produkty spełniają obowiązujące normy i odpowiadają wymogom technicznym.

Do najważniejszych parametrów branych pod uwagę przy wyborze urządzenia zaliczyć można m.in. potrzeby procesu w zakresie jakości i wyglądu spoiny, prędkości spawania czy gatunku i grubości spawanego materiału.

– Trzeba też zwrócić uwagę, czy wymagane jest chłodzenie uchwytu cieczą, czy urządzenie powinno mieć możliwość spawania prądem pulsacyjnym oraz jaką metodą będziemy wykonywali grań spoiny, a jaką wypełnienie – wylicza Jakub Zygmunt, dyrektor zarządzający w Kemppi. – Musimy się także zastanowić, jaki cykl pracy urządzenia będzie wymagany, czy konieczny jest monitoring parametrów spawania, jaki powinien być rodzaj zasilania, jego napięcie i zabezpieczenie sieci, a także jaki stopień ochrony powinno zapewniać urządzenie. Dopiero po uzyskaniu odpowiedzi na te pytania i szereg innych będziemy w stanie dokonać odpowiedniego wyboru.

Obecnie dzięki technice cyfrowej rozwój urządzeń spawalniczych jest bardzo dynamiczny.

– Mamy do czynienia z szeregiem nowych procesów i funkcji, które zwiększają wydajność i jakość spawania – dodaje Jakub Zygmunt. – W wielu przypadkach pozwalają one na zastosowanie poszczególnych metod w obszarach do tej pory dla nich niedostępnych.

Jak się okazuje, coraz istotniejszą rolę odgrywają pozaspawalnicze funkcje urządzeń.

– To m.in. sposób obsługi spawarki (pozwalający na prostą zmianę lub korektę parametrów) oraz funkcje monitorujące pracę urządzenia – wyjaśnia Tomasz Jastrzębski, dyrektor ds. sprzedaży i marketingu w Cloos Polska. – Niezmiennie ważnym czynnikiem jest także dostępność serwisu i usług posprzedażowych.

Do branż najbardziej wymagających zaliczyć można te, w których jakość i standaryzacja produkcji odgrywają kluczową rolę. To m.in. przemysł offshore, energetyczny, transportowy, procesowy i morski.

– Również w branży konstrukcji stalowych, gdzie detale w późniejszej eksploatacji poddawane są bardzo dużym statycznym lub dynamicznym obciążeniom, dużą wagę przywiązuje się do jakości spoiny i pełnego przetopu – dodaje Tomasz Jastrzębski. – Także

branża spożywcza, producenci zbiorników, maszyn, pojazdów szynowych i wszystkie firmy, które mają ściśle opracowaną technologię produkcyjną, stawiają dostawcom technologii spawalniczych poprzeczkę bardzo wysoko.

– Bezapelacyjnie najbardziej wymagającą branżą jest automotive – stwierdza Kamil Kocjan, główny specjalista ds. sprzedaży w ABB. – Kluczowym czynnikiem jest tutaj osiągnięcie wysokiej jakości przy zachowaniu maksymalnej wydajności.

W branży stoczniowej i energetyce z kolei specyficzne wymagania odnoszą się do budowy i funkcjonalności urządzeń spawalniczych. Muszą mieć m.in. niewielkie rozmiary i masę, oferować łatwość obsługi i serwisowania oraz odporność na trudne warunki pracy, np. duże zapylenie i wpływ czynników atmosferycznych.

 

Sprawdzone metody spawania

Gdy wymagana jest wysoka jakość produktu (np. podczas spawania rur czy w instalacjach energetycznych), sprawdza się spawanie metodą TIG (Tungsten Inert Gas), która umożliwia uzyskanie czystej spoiny o wysokiej jakości. W procesie tym nie powstaje żużel, dzięki czemu spoina nie wymaga dodatkowego czyszczenia. Co ważne, przed przystąpieniem do spawania należy dokładnie przygotować spawane brzegi przedmiotów.

W metodzie TIG łuk elektryczny powstaje w osłonie obojętnego gazu osłonowego między nietopliwą elektrodą wolframową a materiałem spawanym. Proces może odbywać się bez materiału dodatkowego (mieszają się nadtopione brzegi elementów łączonych) lub z udziałem materiału dodatkowego w postaci pręta dokładanego do jeziorka spawalniczego. Ta uniwersalna metoda najczęściej stosowana jest do spawania stopów aluminium i stali nierdzewnych. Wykorzystuje się ją w przemyśle nuklearnym, chemicznym, lotniczym i spożywczym. Jej wady to m.in. niewielka prędkość spawania oraz mała wydajność (przy grubszych elementach). Konieczne jest też zastosowanie dodatkowej osłony przed wiatrem przy spawaniu w otwartej przestrzeni.

Kolejna popularna metoda – MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) – to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazów chemicznie obojętnych lub aktywnych bądź mieszanek gazowych. Stosuje się ją na liniach technologicznych i w pracach montażowych oraz do spawania automatycznego i półautomatycznego niemal we wszystkich gałęziach przemysłu (m.in. w przemyśle ciężkim i maszynowym oraz w branży samochodowej).

Metodą MAG łączy się stale konstrukcyjne niestopowe, niskostopowe i wysokostopowe, natomiast metodą MIG – jedynie aluminium, miedź oraz inne metale nieżelazne i ich stopy. Do zalet MIG/MAG należą dobra jakość spoin, duża wydajność oraz możliwości zrobotyzowania metody spawania, łączenia elementów o szerokim zakresie grubości i we wszystkich pozycjach. Metoda ta charakteryzuje się dużą szybkością spawania i powstaje niewielka ilość żużlu. Niestety w czasie spawania przy osłonie dwutlenku węgla powstaje duży rozprysk metalu. Konieczne jest tu stosowanie osłony przed wiatrem w czasie spawania na przestrzeni otwartej oraz odpowiednie przygotowanie brzegów elementów spawanych.

 

Na wysokościach i pod wodą

Najstarszą i najbardziej uniwersalną metodą spawania łukowego jest spawanie elektrodą otuloną MMA (Manual Arc Welding). Wykorzystywana tu elektroda składa się z metalowego rdzenia pokrytego sprasowaną otuliną. Po dotknięciu końcem elektrody materiału spawanego elektroda się topi, a krople stopionego metalu przenoszone są przez łuk do płynnego jeziorka spawanego metalu. Po ostygnięciu powstaje spoina. Płynny metal jest ochraniany gazami wydzielanymi przez topiącą się otulinę elektrody. Przy tej metodzie powstaje żużel, który jednak chroni krzepnący metal spoiny przed wpływem otoczenia. Po ułożeniu ściegu żużel trzeba mechanicznie usuwać. W porównaniu do metod TIG oraz MIG/MAG w tym procesie elektroda ulega skróceniu, a jej uchwyt musi być cały czas przesuwany w kierunku spawanego elementu, by utrzymać stałą odległość między elektrodą a jeziorkiem spawalniczym, co wymaga precyzyjnych umiejętności spawacza.

Metodą tą spaja się różne rodzaje metali i ich stopów (stale niestopowe i stopowe, żeliwa, nikiel, miedź). Pozwala ona na spawanie w każdej pozycji, nawet w warunkach polowych (przy niewielkim wietrze), na wysokościach i pod wodą. Spoiny charakteryzują się wysoką jakością i dobrymi własnościami mechanicznymi. Możliwe jest spawanie elementów i cienkich (od 1,5 mm), i grubych. Wykorzystuje się tu proste w obsłudze i łatwe w transporcie urządzenia. Do wad MMA należy niska wydajność (ok. 1–5 kg spoiwa/godz.), na co wpływa konieczność usuwania żużla i wymiany elektrod zasadowych, które są bardzo wrażliwe na wilgoć (należy je więc przechowywać w suchym miejscu). Niewielka jest też prędkość spawania (ok. 0,1–0,4 m/min). Ponadto w procesie wydzielana jest duża ilość gazów i dymów spawalniczych.

Metodę MMA stosuje się m.in. w spawaniu rurociągów i konstrukcji stalowych w przemyśle stoczniowym, w pracach instalacyjnych na budowach, a także podczas spawania w warunkach polowych i na wysokościach oraz w miejscach trudno dostępnych.

 

Szybko i dokładnie

Kolejna stosowana w procesach przemysłowych metoda spawania to spawanie łukiem krytym (SAW), które polega na łączeniu elementów metalowych za pomocą elektrody w otulinie granulowanego topnika. Łuk spawalniczy jarzy się między podawanym w sposób ciągły drutem elektrodowym a elementem spawanym i jest niewidoczny (przykryty warstwą ziarnistego topnika). Proces ten prowadzi się zwykle z wykorzystaniem zautomatyzowanego sprzętu. Dostępne są też ręcznie prowadzone uchwyty. Żeby zwiększyć wydajność, można stosować sprzęt z kilkoma elektrodami.

Bardzo duża szybkość spawania, dobra jakość spoiny, wysoka wydajność pracy (3–6 razy wyższa niż przy spawaniu elektrodami otulonymi) i sprawność energetyczna oraz brak szkodliwych oparów to zalety metody SAW. W procesie nie powstają rozpryski, lico spoin jest gładkie, a odkształcenie po spawaniu – minimalne. Wśród wad wymienić warto m.in. brak możliwości obserwacji procesu spawania, ograniczenie zakresu stosowania metody do pozycji podolnej i nabocznej, konieczność suszenia i zbierania topnika oraz usuwania żużlu po wykonaniu każdego ściegu.

Spawanie SAW wykorzystuje się m.in. do wykonywania długich prostoliniowych złączy w pozycji podolnej, spawania blach o dużej grubości (powyżej 10 mm), spawania automatycznego w liniach spawalniczych oraz montażu dużych konstrukcji stalowych. Metoda ta pozwala na spawanie stali konstrukcyjnych niskowęglowych, niskostopowych i wysokostopowych, rzadko natomiast stosuje się ją do spawania niklu, tytanu, miedzi i aliminium oraz ich stopów.

 

Zaawansowane technologicznie i proste w obsłudze

W obliczu coraz większych problemów ze znalezieniem wykwalifikowanych spawaczy producenci muszą konstruować urządzenia o dużej elastyczności zastosowań, prostocie obsługi i wysokiej „inteligencji”, która wyręczy mniej doświadczonego spawacza w wielu działaniach. Ważne są też kwestie związane z ochroną środowiska i zmniejszeniem poboru energii przy spawaniu, optymalizacja procesów spawalniczych i zwiększenie ergonomii pracy.

W zależności od branży zauważalny jest trend stopniowego zmniejszania urządzenia, co ma zapewnić większą mobilność i komfort pracy użytkowania. Jednocześnie maszyny spawalnicze wykorzystywane są przy pracach w coraz trudniejszych warunkach, co również należy uwzględnić, tak by otoczenie robocze nie wpływało negatywnie na jakość pracy urządzeń.

– Największe wyzwania stojące przed producentami urządzeń spawalniczych stawia jednak szeroko dyskutowana obecnie strategia Przemysłu 4.0 – stwierdza Tomasz Jastrzębski z Cloos Polska. – Urządzenia muszą w coraz większym stopniu oferować możliwość zewnętrznego nadzoru i komunikacji – dodaje.

 

 

MM Info

Olimpiada spawalnictwa

Okazją do prezentacji nowych rozwiązań w branży spawalniczej są organizowane co cztery lata targi Schweissen & Schneiden. Tegoroczna edycja wyjątkowo odbyła się nie w Essen, ale w Düsseldorfie. To najważniejsze wydarzenie w branży żartobliwie nazywane jest „olimpiadą spawalnictwa”. W tym roku wzięło w nim udział ok. 50 tys. zwiedzających z ponad 120 krajów. Przez pięć dni swoją ofertę, tj. produkty, procesy, maszyny oraz usługi z zakresu spawalnictwa, cięcia i obróbki powierzchni, zaprezentowało 1035 wystawców z 41 krajów. Zauważalne było rosnące zainteresowanie automatyzacją i robotyzacją procesów, zgodnie z ideą Przemysłu 4.0.

Wśród wystawców znalazł się m.in. białostocki Promotech. Największe zainteresowanie wzbudziła najnowsza wersja jego maszyny MCM, która ostatnio notowała też duże sukcesy na niemieckim rynku producentów wież wiatrowych.

Firma Rywal-RHC zaprezentowała m.in. nową wycinarkę Most CNC SpeedCut 15/30 oraz system spawania obwodowego MPWOS 1000 z Fanmigiem 502i. Nowoczesne rozwiązania zastosowane w wycinarce przy maksymalnie uproszczonej obsłudze znacząco usprawniają procesy produkcyjne.

Na stoisku krakowskiej firmy Astor pokazano m.in. celę spawalniczą Astor Green Welding Premium, czyli kompleksowe stanowisko wyposażone w robota Kawasaki serii BA, źródło spawalnicze Fronius wraz z oprzyrządowaniem oraz pozycjoner 2-osiowy o udźwigu do 250 kg. Ściany celi zabezpieczają strefę pracy, a zintegrowana podłoga gwarantuje pozycjonowanie i wygodny transport.

Firma Eckert przeprowadziła w Düsseldorfie pokazy cięcia na przecinarce plazmowo-tlenowej Onyx i opatentowanej przecinarce wodno-plazmowej Opal WarterJet Combo. Onyx pracował ze stalą czarną, natomiast Opal ciął aluminium (w technologii 3D).

Kemppi zorganizował m.in. pokazy bardzo zaawansowanego rozwiązania spawalniczego X8 MIG Welder (do wieloprocesowego spawania w warunkach przemysłowych) oraz systemu do zarządzania spawaniem WeldEye (który może zoptymalizować cały proces spawania: od zaplanowania projektu przez koordynację prac do końcowej dokumentacji).

Pokazy na żywo i prezentacje innowacyjnych urządzeń do ręcznego i zautomatyzowanego spawania oraz cięcia oferowała firma Esab. Odwiedzający zapoznali się m.in. z funkcją „smartMIG”, w jaką wyposażony jest wieloprocesowy system do spawania Rebel. Umożliwia ona rozpoczęcie spawania z niezwykle stabilnym łukiem przy minimum rozprysków, ale tylko po uprzednim zdefiniowaniu grubości blachy i średnicy drutu. Firma Esab prezentowała też nagrodzony system WeldCloud do zarządzania danymi online w zastosowaniach półautomatycznych i zrobotyzowanych.

Na targach swoją europejską premierę miał także robot KR Cybertech ARC HW firmy Kuka. Ze względu na długość ramienia (2100 mm) oferuje on największy zasięg na rynku.