Ausgangslage:
Kompensation von Wärmeverzug beim Schweißen
Beim Schweißen von Metallen treten durch den Wärmeeintrag des Schweißprozesses Verzug der Komponenten auf. Die Schweißbahn kann sich durch diesen Verzug in verschiedene Richtungen verändern, dadurch kann es vorkommen, dass der Schweißprozess nicht mehr auf der optimalen Position ausgeführt wird, oder seine Geometrie verändert. Die Folge davon ist, dass nicht mehr auf der optimalen Position des Spalts geschweißt wird. Dieser Wärmeeintrag, kann negative Auswirkungen auf die Schweißnaht und die Toleranz der Bauteile verursachen, wie z.B. Einbußen der Stabilität der Schweißnaht, Ausschuss oder Nacharbeit. Dieser Wärmeverzug tritt in den meisten Schweißprozessen auf. Gleichzeitig weisen die ungeschweißten Spalte, durch Toleranzen der Bauteile, immer gewisse Schwankungen auf, diese können jedoch durch eine Inline-Nahtkorrektur, mit QuellTech Laser Scannern kompensiert werden.
Kritische Punkte dieser Anwendung
Für eine Inline Nahtkorrektur in klassischen Systemen werden mechanische Führungsstifte verwendet, diese neigen jedoch zum Festklemmen und Abbrechen, denn durch Wärmeverzug kann sich die Spalte verengen und die Stifte klemmen fest oder brechen ab. Eine mechanische Höhenführung, gibt in der Regel keine Höheninformation aus, damit ist eine präzise Einstellung des Schweißstroms schwierig. Weiterhin werden bei der Führung mittels eines Stifts keine Geometriedaten übertragen, z.B. die Veränderung der Schweißspalt-Breite, die eine Verlangsamung der Fahrt, oder eine Erhöhung des Schweißstroms, oder eine Veränderung des Drahtvorschubs erforderlich macht. Durch den mittlerweile hohen Automatisierungsgrad beim Schweißen, der die manuellen Schweißprozesse in der Industrie weitgehend verdrängt hat, sind die Anforderungen an gleichbleibende Qualität und 100% Inline Überwachung enorm. Die Erfordernisse an die Qualität der Prozesssteuerung haben sich deutlich erhöht und erfordern zur Überwachung eine Sensorik, die sich gut integrieren lässt.
Lösung von QuellTech
Die QuellTech Seamtracking Lösung, besteht aus einem 2D Laser Linien Sensor, der unmittelbar vor dem Prozess, die aktuellen Geometrie und Positionsdaten in X,Y und Z Richtung Inline aufzeichnet. Eine QuellTech Nahtführungssoftware analysiert, die vom Sensor gelieferten Geometriedaten und gibt entsprechende Korrekturwerte direkt an den Roboter und die Schweißprozess-Steuerung aus. Die QuellTech Lösung bietet dem Anwender ein modulares Konzept für den entsprechenden Anwendungsfall. Dies beinhaltet unter anderem verschiede Laserwellenlängen, angepasst auf den Schweißprozess und verschiedene Leistungsstufen des Messlasers. Weiterhin gibt es die Möglichkeit die Sensoren gegen Prozesslicht zu immunisieren. Modulare Kühler erlauben den Einsatz selbst auf glühenden Metalloberflächen. Einfach austauschbare Schutzscheiben verhindern das Erblinden der Empfangsgläser durch Schweißspritzer. QuellTech Laser Scanner können verschiedene Messbereiche von 0-Spaltnähten bis zu sehr großen Mehrlagenschweißnähten mit größer 100 mm Spaltbreite abdecken. Selbst für extreme Tiefspalt-Geometrien gibt es Lösungen. Siehe hierzu auch: Schweißnahtkontrolle & Schweißnahführung.
Vorteil für den Kunden und Anwender
Die QuellTech Spaltführungslösung bietet durch ihr modulares Konzept eine hohe Flexibilität. So kann ein System optimal für den jeweiligen Schweißprozess ausgelegt werden. Das betrifft sowohl den Robotertyp, als auch den Schweißprozess, die Nahtgeometrie und die Platzverhältnisse. Hier kann aus dem QuellTech System die jeweilige optimal angepasste Lösung konfiguriert werden. Universallösungen sind in der Regel immer mit technischen Kompromissen verbunden, die zu unerwünschten Einschränkungen führen können. Zum Beispiel eine Tiefspalt-Führung beim Pipeline Schweißen, wird mit einem Standard-Sensor nicht realisierbar sein. Sehr kleine Formfaktoren der Sensoren ermöglichen Anwendungen selbst bei eingeschränkten Platzverhältnissen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, einer Strahlengang Umlenkung durch Spiegel bei eingeschränkter Zugänglichkeit des Spalts. QuellTech bietet Laser Scanner Lösungen mit sehr hoher Auflösung, unter anderem für die Nahtführung bei Nullspalt, sowie für sehr kleine Laser-Schweiß- oder Lötnähte.
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