SAW の多用途性が自動化の扉を開く

フラックスを正しく選択すると、SAW を深溝溶接に使用できます。 画像: ESAB

サブマージ アーク溶接 (SAW) は、必要なフラックスだけでなく、トラクターやコラム/ブームなどの補助材料を考慮すると、アプリケーションにとって複雑なオプションのように見えることがあります。

ただし、自動化の必要性が高まるにつれて、多くのアプリケーションにとって効果的でクリーンかつ正確なオプションとなる可能性があります。 MIG、TIG、スティックなどの従来の溶接プロセスと比較して、はるかに生産性が高くなります。 堆積速度は、これらの方法のどれよりも天文学的に高くなる可能性があります。

MIG 溶接は 10 ポンドの溶着速度を達成できます。 1時間当たり。 SAW の場合、おそらく 15 ポンドから始めることになります。 ただし、特定の特殊なアプリケーションでは、最大 200 ポンドに達する能力が得られる場合があります。 1時間当たり。

堆積速度は別のことですが、アークオン時間、品質、および強化された作業条件も同様に有用な尺度です。 手動溶接機は、位置を変更したり、スプールを交換したり、その他の作業を行う必要があるため、長時間連続して溶接することはできません。 また、手作業の溶接工が長時間溶接に集中することは難しく、集中力が品質につながります。 逆に、SAW トラクターは一定のトーチ角度と一貫したワイヤーの突き出しを維持します。

SAW についてまず知っておく必要があるのは、そのスイート スポットが何であるかということです。 これを判断するには、材料のグレード、厚さ、溶接のボリュームが関係します。 アルミの溶接には使用できませんが、非合金鋼、低合金鋼、高張力鋼、ステンレスなどに効果があります。 この技術は 5/32 インチの薄さの部品にも使用できますが、一般にこの技術は 1/2 インチ以上の厚さの部品を含むアプリケーションに使用される傾向があります。

SAW は、より長い継ぎ目をカバーする必要がある場合や、より大きなパイプの周囲の連続溶接に最適です。 風力発電塔の製造、梁の建設、大型トレーラーの溶接、船舶やはしけの建造、さらに 1G、1F、2F の位置にあるタンクや圧力容器はすべて理想的な SAW アプリケーションです。

半自動溶接プロセスは、それぞれ長さ 1 フィートの大量の部品がある場合、または部品が垂直上向き溶接または定位置外セットアップを必要とする場合に最適な選択肢です。

SAW セットアップの一般的なオプションは、車輪で動作する自家動力式トラクター システム、コラムおよびブーム (CaB) 設計、またはビーム取り付けシステムです。

自走式およびレール取り付け式の溶接「バグ」と同様に、SAW トラクターは、オペレーターがヒューム経路に直接頭を置かずにトラクターの制御を管理できるため、溶接シームを実行するための安定した人間工学的に有益なセットアップを作成します。溶接溜まりを観察するために近接してください。 トラクターは、特に簡単に分解/再組み立てできるように設計されたユニットなど、施設内で柔軟な設置場所を提供します。

トラクターは、同じトーチ ヘッドを通して 1 本、2 本、または 3 本のワイヤを供給するように設定して、溶接の溶着を増やすことができます。 ただし、2 つのトーチを使用するタンデムセットアップでは、生産性をさらに向上させることができます。 このようなセットアップでは、最初のトーチに直流 (DC) を流してベベルに深く浸透させ、同時に 2 番目のトーチで交流 (AC) を流すことができます。これにより、セットアップの堆積速度が 15 ポンドから増加します。 1時間あたり35ポンドから40ポンドまで。 1時間当たり。 溶接で達成したい内容に応じて、DC/AC または AC/AC の他の組み合わせを実行できます。 この柔軟性により、テクノロジーを使用したオプションが生まれます。

アンバランスな AC 方形波を使用すると、製造業者はより柔軟に成膜速度を 61% 向上させることで収益を向上させることができます。

トラクター システムは、2 つのシングル ワイヤ トーチ、またはシングル ワイヤ トーチとツイン ワイヤ トーチを使用して効果的なタンデム セットアップを実行できます。 ただし、このような設定にはワイヤごとにスプールが必要です。 3 つのワイヤ スプールを超えると、ワイヤ要件を管理するために CaB またはビームに取り付けられたシステムが必要になります。

トラクター システムは柔軟性があり、工場内を移動できますが、CaB、ガントリー、またはビームに取り付けられた SAW システムでは、トーチを移動したり、制御された方法で部品を転がしたりして、トーチ ヘッドの下に溶接を適切に配置することができます。 。

業界では、技術的に時代遅れの SAW 改造が復活していることに注目してください。 構造はまだ強固ですが、システムはアップグレードされたコントローラー、モーション コントロール コンポーネント、溶接ハードウェアの恩恵を受けるでしょう。 新しいシステムでは、より多くのエンド ユーザーがアセンブリの精度と安全性を確保するために必要としている、より正確な制御と品質評価テクノロジーを活用できます。 後付けシステムにより、交換部品の入手可能性に関する懸念も解消されます。

部品をこれらのシステムに持ち込む必要がありますが、より高い精度とプロセスのオプションが提供されます。 過去数十年にわたって、溶接技術サプライヤーは SAW プロセスのいくつかのバリエーションを開発してきました。 単一の電極 (ワイヤ) の代わりに、これらのプロセス (しばしば「ツイン」、「タンデム」、または「マルチ」ワイヤと呼ばれます) では、堆積速度を高めるために 2 つ以上の電極が使用されます。 ただし、生産性を追求すると、これらのプロセス オプションは物理的および品質の限界に達する可能性があります。 幸いなことに、移動速度を向上させ、機械的特性を改善しながら、全体的な入熱を削減できるシステムが存在します。

従来の AC SAW 電源では、電流が正極と負極の間で均等に切り替わります。 正の電流はより多くの浸透を提供し、負の電流は堆積を増加させます。 ただし、この 2 つのバランスが 50/50 であることが生産性にとって常に最適であるとは限りません。 アンバランスな AC 方形波を使用すると、製造業者はより柔軟に収益を高めることができます。 彼らは次のことができます:

すべての金属には許容可能な総入熱量 (キロジュール/ミリメートルで測定) がありますが、高強度合金は機械的および冶金学的特性を維持するために総入熱の影響を特に受けやすくなります。 単一電源の不平衡 AC 波と DC 出力により、より多くの方法で溶接変数を制御して生産性を向上できるため、溶接の品質と生産性をより詳細に制御できます。

効率の向上により、新しい溶接電源技術の需要が高まっているだけでなく、新しいフラックス構成の必要性も高まっています。 たとえば、洋上風力タービンをより効率的に建設するために、企業はタワーのコンポーネントの溶接に必要なベベルを狭くする方法を模索しています。 彼らのニーズを満たすために、新しいフラックスは優れた機械的特性に大きく貢献します。 新しい高塩基性の凝集フラックスの一部は、スラグの剥離性が良く、側壁の滑らかなブレンドが可能なため、狭ギャップ溶接に特に適しています。 狭く流れるスラグにより​​、狭いギャップ接合部でより高い電流が可能になり、これは堆積速度の増加とより高い生産性を意味します。

SAW の専門家は、お客様と協力して、新しい技術と新しいベスト プラクティスを使用して堅牢な溶接手順を開発できます。 SAW に適したアプリケーションの幅は拡大しており、実際に利用できる範囲に驚くかもしれません。

Peter Kjällström は、esab.com、ESAB のオートメーションおよびハンドリング機器の製品ディレクターです。

部品をコラム システムやブーム システムに持ち込む必要がありますが、この表にまとめられているように、より高い精度とプロセスのオプションが提供されます。