26544439 Davor Kolar Cold Metal Transfer

8/3/2019 26544439 Davor Kolar Cold Metal Transfer

1/16

S

FAKULTET

STROJEVI I

TEMA: COLD METAL TRANSFER

Nositelj kolegija: prof. dr. sMentor: mag. ing. mech. M

EUILITE U ZAGREBU

TROJARSTVA I BRODOGRADNJE

OPREMA ZA ZAVARIVANJESEMINARSKI RAD

zavarivanje prijenosom metala u hladnom s

. Zoran Kouhaja Remenar

Student: Davor Ko

JMBAG:

Zagreb, 2009.

anju

lar, 3-indin

035167849


2/16

Fakultet strojarstva i brodogradnje | Katedra za zavarene konstrukcije

2

Sadraj:

1. Uvod ................................................................................................................................................ 4

2. CMT proces hladni prijenos metala .............................................................................................. 5

2.1. Primjena i mogunosti CMT-a ................................................................................................. 7

2.2. Ogranienja CMT procesa zavarivanja ............................................................. ....................... 9

3. Oprema za CMT zavarivanje .......................................................................................................... 10

3.1. Oprema za automatsko zavarivanje ...................................................................................... 10

3.1.1. Izvor struje (FRONIUS TPS 3200/4000/5000 CMT power source) ................................. 10

3.1.2. Jedinica za daljinsko upravljanje (RCU 5000i) ............................................................... 11

3.1.3. Jedinica za hlaenje (FK 4000 R) ................................................................................... 12

3.1.4. Robotsko suelje ............................................................................................................ 12

3.1.5. Pogon ice (VR 7000 CMT) ............................................................................................. 12

3.1.6. Pitolj za zavarivanje (Robacta Drive CMT) ................................................................... 12

3.1.7. Kompenzator povrata ice (wire buffer) ....................................................................... 13

3.1.8. Namot ice ..................................................................................................................... 13

3.2. Oprema za runo CMT zavarivanje ........................................................................................ 14

4. Zakljuak ........................................................................................................................................ 15

5. Literatura ....................................................................................................................................... 16


3/16


3

Popis slika:

Slika 1. Prikaz prve faze CMT-a [1] .......................................................................................................... 6

Slika 2. Prikaz druge faze CMT-a [1] ........................................................................................................ 6

Slika 3. Prikaz tree faze CMT-a [1] ......................................................................................................... 6

Slika 4. Prikaz etvrte faze CMT-a [1] ...................................................................................................... 7

Slika 5. Prikaz pojedinih faza CMT-a [1] .................................................................................................. 7

Slika 6. Prikaz zavara na 0,8mm debelom AlMg3 limu, zavarenog bez dodatnih alata [1] ..................... 8

Slika 7. Mikroskopski prikaz zavara izmeu elika i aluminija. Zavarivano na strani elika, lemljeno na

strani aluminija [1]................................................................................................................................... 8

Slika 8. Prikaz mogunosti primjene CMT zavarivanja u automobilskoj industriji [5] ............................. 9

Slika 9. Shematski prikaz sistema za automatsko CMT zavarivanje [1] ................................................. 10

Slika 10. Prikaz sistema za automatsko CMT zavarivanje [1] ................................................................ 11

Slika 11. Prikaz jedinice za daljinsko upravljanje [6] ............................................................................. 12

Slika 12. Prikaz pitolja za zavarivanje [7] ............................................................................................. 13

Slika 13. Prikaz kompenzatora povrata ice [1] ....................................................... .............................. 13

Slika 14. Shematski prikaz runog CMT zavarivanja [2] ........................................................................ 14


4/16


4

1. Uvod

CMT Cold Metal Transfer. HPM Hladni prijenos metala. Neovisno o tome govorili li

engleskim, hrvatskim ili nekim drugim jezicima, vano je razumjeti o emu se zapravo radi i

kako se ostvaruje proces zavarivanja hladnim prijenosom metala.Zavarivanje hladnim prijenosom metala je tehnologija koja se razvija ve nekoliko godina, a u

zadnje 3 godine prelazi iz razvojnog dijela u praktinu primjenu. Moe se rei da je to jo

uvijek novi proces u tehnikama zavarivanja. Ono to je karakteristino za taj postupak

zavarivanja jesu velike brzine zavarivanja, mogunost zavarivanja razliitih materijala kao to

su krom-nikal legure, aluminij ili pocinani limovi. CMT je tehnologija koju je tijekom

petogodinjeg razvoja proizveo austrijski div u podruju zavarivanja Fronius, a koja je u

svojim zaecima omoguavala primjenu u automatskom i robotskom zavarivanju, a unazad

godinu dana mogua je primjena u procesu runog zavarivanja. Naravno, Fronius nam

omoguuje serijsku industrijsku proizvodnju pomou CMT-a uz svu opremu. Sve navedeno su

prednosti zbog kojih valja pomno razmotriti upravo ovu tehniku kao budunost u

tehnologijama zavarivanja.


5/16


5

2. CMT proces hladni prijenos metala

to je zapravo CMT?

Cold Metal Transfer oznaava tehniku, odnosno postupak zavarivanja u kojem materijali koje

zavarujemo i zone utjecaja topline ostaju relativno hladne u odnosu na standardne postupkezavarivanja. CMT je jedna od vrsta MIG/MAG postupaka zavarivanja, to znai da se

zavarivanje obavlja elektrinim lukom pod zatitom inertnih (MIG) ili aktivnih (MAG) plinova.

Smanjeni unos topline u zonu utjecaja topline znai smanjene deformacije, a samim time i

veu preciznost. No, to nisu jedine prednosti takvog naina zavarivanja. Jo neke od

prednosti su i vea kvaliteta zavarenog spoja, zavarivanje bez prskanja, mogunost

zavarivanja vrlo tankih limova (do 0,3mm debljine), takoer i zavarivanje pocinanih limova s

elikom i aluminijem. U emu se odlikuje kvaliteta ovog postupka?CMT postupak nam

omoguuje veu ponovljivost i jednakost zavara u svakom novom spoju, to nadalje znai

veu produktivnost i vrlo malo loih zavara. Kao i za zavarivanje, ovaj postupak se koristi i pri

lemljenju.

Hladni prijenos metala je postupak baziran na potpunoj kontroli elektrinog luka, odnosno

na kontroliranom prekidanju tog luka. To nam donosi niz izmjenjivih hladno-toplih sekvenci,

koje izvrsno kontroliraju pritisak u elektrinom luku. U normalnom kratkom luku ica se

deformira kada se uranja u talinu i estoko se odvaja pri velikoj struji. Za razliku od tog CMT

proces u potpunosti kontrolira odvajanje ice koje rezultira velikom stabilnou. To je vrlo

bitno kad se treba kontrolirati poloaj i distanca pitolja prilikom zavarivanja.

Tri su najvanije razlike koje razlikuju CMT proces od standardnog postupka elektrolunog

zavarivanja:

Kretanje ice je ukljueno u postupak zavarivanja i potpuno je kontrolirano Unos topline je smanjen Prijenos metala odvija se bez prskanja

Najbitnija razlika i samim time prednost je potpuna kontrola kretanja ice. Svaki put kad se

ostvari kratki spoj izmeu ice i osnovnog materijala, digitalizirani proces prekida napajanje

strujom i povlai icu. Takav pomak ice naprijed natrag mogue je ponoviti i do 70 puta u

sekundi. Pomak ice naprijed natrag dovodi do kontroliranog odvajanja kapljice tijekom

kratkog spoja.


6/16

Slika 1. Prikaz prve faze CMT-

Slika 2. Prikaz druge faze CMT-

Slika 3. Prikaz tree faze CMT-

Fakultet strojarstva i brodogradnje | Katedra za zavar

1. Za vrijeme stvaranja luka, ica za

popunjavanje se kree prema talini. Stru

velika, iznad 300A.

2. Kada ica uroni u talinu, luk se gazavarivanja se snizuje.

3. Natrano gibanje ice, koje dovo

odvajanja kapljice tijekom kratkog spoja

i dalje ostaje mala.

a [1]

a [1]

a [1]

ene konstrukcije

6

ja je tu

si. Struja

di do

. Struja spoja


7/16


7

4. Dolazi do dodatnog odmicanja ice, te se cijeli

postupak ponavlja iznova.

2.1. Primjena i mogunosti CMT-a

CMT proces omoguuje nove poglede i otvara nova podruja u zavarivanju. Kombinacija

pomaka ice, smanjenog unosa topline i zavarivanje bez prskanja dovode do sasvim novih

primjena zavarivanja i lemljenja, koje su prije bile nezamislive a sve to uz veu produktivnost

i smanjenje trokova obrade nakon zavarivanja.

Ove prednosti kombinirane zajedno s mogunou premoivanja velikog zazora izmeu

materijala omoguuju iroku primjenjivost u zavarivanju.

Tanki limovi mogu se sueono zavarivati do debljina od 0,3mm. Takva mogunost

primjene znai kako se tanki aluminijski limovi sada mogu zavarivati bez ikakvih

dodatnih alata ili pak naprava za stezanje i pozicioniranje.

Slika 4. Prikaz etvrte faze CMT-a [1]

Slika 5. Prikaz pojedinih faza CMT-a [1]


8/16


8

Mogunost meusobnog zavarivanja aluminija i elika. Ovo je velika prednost CMT-

procesa, ako znamo da je do sada takvo zavarivanje bilo mogue samo pomou

lasera, sa velikim ogranienjima. CMT proces je to omoguio u potpunosti.

Mogunost primjene u nabrojanim postupcima, daje za pravo vjerovati kako e zavarivanje

hladnim prijenosom materijala biti u velikoj mjeri koriteno u automobilskoj i prateoj

industriji, avioindustriji, industriji proizvodnje obradnih sustava ...

Slika 6. Prikaz zavara na 0,8mm debelom

AlMg3 limu, zavarenog bez dodatnih

alata 1

Slika 7. Mikroskopski prikaz zavara

izmeu elika i aluminija. Zavarivano na

strani elika, lemljeno na strani aluminija

[1]


9/16


9

2.2. Ogranienja CMT procesa zavarivanja

Uza sve prednosti koje nudi, CMT proces zasigurno ima i ogranienja primjene. Prvi

nedostatak mu je to je to nov, jo uvijek nedovoljno eksploatiran postupak. Ogranien je na

tanke materijale. Ovo je ogranienje vezano uz struju, odnosno uz energiju procesa. Isto

tako, veliina runog pitolja za zavarivanje moe se takoer shvatiti kao ogranienje, no ona

je takva zbog servo motora koji je neizbjean zbog regulacije kretanja ice.

Slika 8. Prikaz mogunosti primjene CMT zavarivanja u automobilskoj industriji [5]


10/16


10

3. Oprema za CMT zavarivanje

Tijekom razvoja Fronius jer razvio neke nove komponente, koje su neophodne za

zavarivanje CMT procesom, a sve su komponente bazirane na digitalnoj opremi.

3.1. Oprema za automatsko zavarivanje

1. Izvor struje (FRONIUS TPS 3200/4000/5000 CMT power source)

2. Jedinica za daljinsko upravljanje (RCU 5000i)

3. Jedinica za hlaenje (FK 4000 R)

4. Robotsko suelje

5. Pogon ice (VR 7000 CMT)

6. Pitolj za zavarivanje (Robacta Drive CMT)

7. Kompenzator povrata ice (wire buffer)

8. Namot ice

3.1.1. Izvor struje (FRONIUS TPS 3200/4000/5000 CMT power source)

Kao izvor struje koristi se potpuno digitaliziran, mikroprocesorski upravljan i digitalno

reguliran inverterski izvor struje za zavarivanje pod zatitom plinova (MIG/MAG). Na ovom

Slika 9. Shematski prikaz sistema za automatsko CMT zavarivanje [1]


11/16


11

se ureaju vri podeavanje parametara zavarivanja1. Takav izvor struje ve u sebi ima

dodatno ugraen funkcionalni paket za CMT tehnologiju, a koji uz standardne synergic linije2

sadri i one prilagoene CMT procesu. Fronius trenutno isporuuje izvore struje jaine 320,

400 ili 500A.

3.1.2. Jedinica za daljinsko upravljanje (RCU 5000i)

Jedinica za upravljanje sastoji se od ekrana s tekstovnim prikazom, koji je u stanju

kontrolirati postupak zavarivanja. Takav ureaj se sastoji od programa kojim se lako sluiti te

posjeduje izbornike koji su sistematski ureeni. Samim ureajem mogue je izabrati izmeu

180 programiranih karakteristika, kako bi se to lake i bre obavio zadani postupak. Ureaj

je opremljen memorijskom karticom, na koju se mogu spremiti nanovo programirani

postupci.Cijela se programsko upravljaka jedinica razvijala uz pomo iskusnih zavarivaa,

koji su pridonijeli jednostavnosti suelja. Takoer, jedinica sadri USB ulaz koji je

kompatibilan s Windows operativnim sustavom, a koji nam omoguuje lako obnavljanje baze

programa i spremanje obavljenih poslova u raunalnu bazu.

1Parametri zavarivanja Jaina struje, napon luka,brzina zavarivanja, promjer ice...

2Synergic linije su programi sa parametrima zavarivanja razvijeni od strane Froniusa. Odabirom pojedine linije

odabire se odreeni skup parametara zavarivanja,.

Slika 10. Prikaz sistema za automatsko CMT zavarivanje [1]


12/16


12

3.1.3. Jedinica za hlaenje (FK 4000 R)

Ovaj dio sistema osigurava nam optimalno hlaenje vodom hlaenog pitolja za zavarivanje

na robotu.

3.1.4. Robotsko suelje

Robotsko suelje je pogodno za sve uobiajene robote, bez obzira jesu li upravljani digitalno,

analogno ili preko sabirnice prilagoene CMT procesu. U nastavku je sadran pregled sustava

kao cjeline, a mogue su razliite konstrukcijske varijante.

3.1.5. Pogon ice (VR 7000 CMT)

Pogon ice je digitalno kontroliran, a prilagoen je za prihvat svih ee koritenih ica.

Takoer sadri dodatne funkcije vezane za komunikaciju s pitoljem za zavarivanje, odnosno

njegovim servo motorom.

3.1.6. Pitolj za zavarivanje (Robacta Drive CMT)

Pitolj za zavarivanje je najvaniji dio svakog sustava za zavarivanje, ako se tu o vanosti

pojedinih komponenti moe i govoriti. Ovaj se kompaktni pitolj za robotsko CMT zavarivanje

sastoji od digitalno kontroliranog, bezstupanjskog i visokoosjetljivog AC servo motora, koji

omoguuje precizno dodavanje ice i konstantan pritisak u elektrinom luku. Pitolj zajedno s

motorom tei oko 2,4 kilograma, a sposoban je zavarivati brzinom do 22m/min, pri

konstantnoj struji od 360A.

Slika 11. Prikaz jedinice za daljinsko upravljanje [6]


13/16


13

3.1.7. Kompenzator povrata ice (wire buffer)

Kako se sam CMT proces zasniva na unaprijedno natranom pomicanju ice, tu se javlja

mogunost guvanja ice pri povratnom gibanju u samom pogonu ice. Kako bi se sprijeilo

pojavljivanje takvog problema, ugrauje se kompenzator povrata ice. Taj je ureaj smjeten

u paket cijevi dovoda izmeu pitolja za zavarivanje i pogona, a sam se ponaa kao opruga,

te spreava guvanje ice u pogonu i gladak protok ice.

3.1.8. Namot ice

Dio sustava koji slui kao skladite ice kojom se snabdijeva pogon ice.

Slika 12. Prikaz pitolja za zavarivanje [7]

Slika 13. Prikaz kompenzatora povrata ice [1]


14/16


14

3.2. Oprema za runo CMT zavarivanje

Oprema za runo zavarivanje je u veini ista kao i kod automatskog robotskog

zavarivanja. Koriste se istovjetni izvori struje (sa snagama do 300A), pogon ice, ureaj za

hlaenje pitolja za zavarivanje, kao i kompenzator povrata ice. Naravno, iz sustava je

nestala jedinica za upravljanje robota (koja je zamijenjena znanjem i vjetinom zavarivaa)

jedinica za daljinsko upravljanje, a automatski pitolj je zamijenjen manualnim. Prednosti su

ostale nepromijenjene: mali unos topline, stabilnost luka i zavarivanje bez prskanja.

Prilagoavanjem CMT procesa za manualno zavarivanje uvelike mu se proirila primjenjivost,

a sam se postupak pribliio irokom krugu korisnika.

Slika 14. Shematski prikaz runog CMT zavarivanja [2]


15/16


15

4. Zakljuak

CMT proces je danas primjenjiv u svakoj proizvodnji koja zahtijeva spajanje tankih limova ili

raznorodnih metala. Ono to karakterizira takav postupak su velike brzine zavarivanja i

potpuna kontrola postupka. Brzina zavarivanja, kvaliteta zavarenog spoja i bespotrebnostdaljnje obrade dovode do velikih uteda na vremenima zavarivanja, to samo po sebi znai i

tednju novca.

Smatram kako je CMT proces sposoban unijeti velike promjene i poboljanja u tehnologije

zavarivanja a uzimajui u obzir prisutnost zavarivanja u dananjoj tehnici - poboljanje

standarda ivljenja.


16/16


16

5. Literatura

Internet:

1. http://www.axson.se/pdf/fro_bro_CMT_eng.pdf- Fronius lanak 1.2. http://www.digitalweldingsolutions.com/CMT.pdfFronius lanak 2.3. http://www.fronius.com/cps/rde/xbcr/SID-26AB37BA-

CC693962/fronius_international/22_cmt_the_new_revolution_in_digital_gma_weldi

ng_gb.pdf- Fronius lanak 3.

4. http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/SID-AEB92D92-80A26F1A/fronius_international/hs.xsl/79_11345_ENG_HTML.htm - weld+vision

magazine internetska baza.

5. http://www.genesis-systems.com/downloads/GenesisAutomotiveGroup.pdf -broura Genesis Systems Group.

6. http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/SID-556620D8-2FC12D18/fronius_international/hs.xsl/68_3556_ENG_HTML.htm - RCU 5000i, opis

jedinice za daljinsko upravljanje.

7. http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/SID-556620D8-2FC12D18/fronius_international/hs.xsl/79_2561_ENG_HTML.htm - Robacta Drive

CMT, opis pitolja za zavarivanje.

8. http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/SID-0AFF0106-BF973F5A/fronius_international/hs.xsl/79_9399_ENG_HTML.htm - opis CMT-

procesa

26544439 Davor Kolar Cold Metal Transfer

Documents

Transcript of 26544439 Davor Kolar Cold Metal Transfer