Suvirinimo paruošimas yra vienas iš daugiausiai darbo reikalaujančių sunkiosios gamybos etapų. Detalės supjaustomos stačiu kampu, o tada perkeliamos į šlifuoklį, nuožulninimo stakles arba frezavimo stotį, kad kraštai būtų suvirinti visiškai. Kiekvienas judesys padidina apdorojimo laiką ir klaidų tikimybę. Lazerinis nuožulnus pjovimas sukuria sulankstymus, kurie įsiterpia į patį pjūvį, todėl jį naudoja konstrukcinio plieno, slėginių indų ir sunkiosios įrangos gamintojai.
Nuožulnumo tipai: V, Y, X ir K
4 dažniausiai pasitaikančios nuožulnos formos pavadintos pagal profilį, kurį jos palieka krašte. Tinkama forma priklauso nuo plokštės storio, ar jungtį galima suvirinti iš vienos, ar abiejų pusių, ir nuo suvirinimo procedūros reikalavimų.
| Nuožulnumo tipas | geometrija | Tipinis naudojimas | Suvirinimo pusė | Matavimas |
|---|---|---|---|---|
| V (arba A) | Vienas kampinis pjūvis per visą storį; A yra tas pats pjūvis iš apačios | Plona arba vidutinė plokštė, suvirinta iš vienos pusės | Viena pusė | Nuožulnumo kampas, patikrintas matlankiu |
| Y | Kampinis pjūvis su tiesia vertikalia žeme (šaknies paviršiumi) apačioje | Pilno įsiskverbimo suvirinimo siūlės, kurioms reikalinga šaknies atrama | Viena pusė | Žemė h8 ir nuožulnus kampas |
| X | 2 kampuoti pjūviai, viršutinis ir apatinis, susikertantys per vidurį | Storesnė plokštė, privirinta iš abiejų pusių, siekiant sumažinti deformaciją ir užpildą | Abi pusės | Viršutiniai ir apatiniai kampai ir jų susitikimo taškai |
| K | Viršutiniai ir apatiniai nuožulnumai su vertikalia tarpine linija tarp jų | Stora plokštė, kuriai reikia abiejų pusių suvirinimo siūlių su aiškiai apibrėžta šaknimi | Abi pusės | Abu kampai plius žemės aukštis |
Renkantis reikia vadovautis keliomis praktinėmis taisyklėmis:
⦿ Vienpusės V ir Y formos nuožulos tinka jungtims, kurias galima pasiekti tik iš vienos pusės, arba plonesnėms plokštėms, kur griovelis užpildomas vienu praėjimu.
⦿ Dvipusės X ir K nuožulos sunaudoja mažiau užpildo metalo ant storos plokštės ir subalansuoja deformaciją, nes šiluma patenka iš abiejų pusių.
⦿ Žemė, kaip ir Y bei K nuožulnose, suteikia šaknies perėjimui prie ko prisilieti ir sumažina perdegimą.
Suvirinimo siūlių paruošimo nuožulnumo kampai paprastai būna nuo 20 iki 45 laipsnių, o dažnas pasirinkimas yra nuo 30 iki 37.5 laipsnių.
Griovelių geometriją darbams pagal kodeksą nustato suvirinimo procedūros specifikacija, o ne pjovimo mašina. Visada programuokite nuožulnumus pagal procedūrą, kuriai yra kvalifikuoti jūsų suvirintojai, ir patikrinkite, ar taikomas kodeksas reikalauja termiškai pjaustytų paviršių valymo prieš suvirinimą.
Kaip 3D Kūginės galvutės veikia
Standartinė lazerio galvutė pjauna tiesiai žemyn. Nuožulnioji galvutė turi 2 sukimosi ašis, kurios pakreipia ir suka antgalį, kad spindulys galėtų patekti į medžiagą kampu, o mašina sektų detalės kontūrą. Kartu su įprastu X, Y ir Z judėjimu tai suteikia 5 judėjimo ašis, todėl šios sistemos dažnai apibūdinamos kaip 3D arba 5 ašių lazerinis nuožulnus pjovimas.
Valdymo programinė įranga koordinuoja visas 5 ašis, kad antgalis išlaikytų teisingą kampą ir atstumą aplink kampus ir kreives. Geros sistemos taip pat automatiškai kalibruoja įrankio centrinį tašką, nes maža galvutės geometrijos paklaida virsta matoma nuožulnumo kampo ir nusileidimo paklaida. Dabartinių mašinų nuožulnumo galvutės paprastai apima ±45 laipsnius, o kai kurios išsikiša šiek tiek toliau.
Kodėl storio ribos yra mažesnės, kai atliekamas nuožulnus apdirbimas
Kampinis pjūvis perpjauna daugiau metalo nei tiesus. Efektyvus pjovimo ilgis lygus plokštės storiui, padalytam iš nuožulnumo kampo kosinuso:
⦿ 30 laipsnių kampu sija perpjauna maždaug 1.15 karto didesnį nei plokštės storis.
⦿ 45 laipsnių kampu jis perpjauna maždaug 1.41 karto didesnį plokštės storį, taigi 20 mm plokštė elgiasi maždaug kaip 28 mm.
Štai kodėl vienoje publikuotoje nuožulninimo galvutėje nurodomas tiesioginis nuožulninimas iki maždaug 35–40 mm, priklausomai nuo kampo, bet tik apie 28 mm, jei nuožulninimas yra pilnas 45 laipsnių. Didesnė lazerio galia išplečia šias ribas, o dirbtuvės, apdirbančios storas plokštes, reguliariai renkasi... sunkiųjų pluošto lazerinio pjovimo staklės su rėmo standumu, kad būtų išlaikytas nuožulnumo tikslumas per dideles plokštes.
Nuožulnių detalių programavimas ir įdėjimas
Nuožulnioms detalėms reikia šiek tiek daugiau planavimo nei tiesiai pjautoms detalėms. Kadangi sija palieka viršutinį paviršių kampu, apatinės pusės pjūvis yra nutolęs nuo viršutinio kontūro, todėl detalėms lizde reikia didesnio tarpo, o pjovimas bendra linija paprastai atliekamas ne ant stalo. Taip pat keičiasi įvadai ir kampų apdirbimas, nes galvutė turi perorientuoti aštrius kampus, nepažeisdama nuožulnumo.
Dauguma nuožulnumo valdymo elementų leidžia programuotojui priskirti nuožulnumo tipą, kampą ir nuolydį kiekvienam detalės kraštui, o tiesias tos pačios detalės briaunas išlaikyti vertikalias. Toks mišrus metodas leidžia vienoje programoje nuo stalo nuimti vieną pagrindo plokštę su kvadratinėmis kraštinėmis, nuožulniais suvirinimo kraštais ir varžtų skylėmis.
Lazeris, plazma ir frezavimas nuožuloms briaunoms
Lazeris nėra vienintelis būdas nuožulnumui pasiekti. Plazminės nuožulninimo galvutės jau daugelį metų naudojamos storoms plokštėms apdoroti, o frezavimo arba specialios kraštų nuožulninimo staklės išlieka tikslumo etalonu. Kiekvienas iš jų turi savo vietą:
| Veiksnys | Lazerinis nuožulnumas | Plazminis nuožulnumas | Malimas | Matavimas |
|---|---|---|---|---|
| Nuožulnumo tikslumas | Aukštas; mažas pjūvis ir tikslus kampo valdymas | Geras, su platesniu pjūviu ir didesniu kampo variacijos diapazonu | Aukščiausias, apdirbtas paviršius | Kampo ir žemės nuokrypis partijoje |
| Šilumos paveikta zona | mažas | Didesnis | Nėra | HAZ plotis pjūvio mėginyje |
| Storis | Geriausia iki maždaug 25–40 mm, mažiau esant 45 laipsnių kampui | Išsiplečia į sunkesnę plokštę | Bet koks storis, lėtai | Maksimalus storis jūsų pasirinktu nuožulniu kampu |
| Proceso žingsniai | Pjaustyti ir nuožulniai nupjauti vienu veiksmu | Pjaustyti ir nuožulniai nupjauti vienu veiksmu | Atskiras veikimas po pjovimo | Apdorojimo žingsniai kiekvienai daliai |
| Kapitalo sąnaudos | Aukščiausia | Sumažinti | Vidutinis vienam įrenginiui | Įrengimo išlaidos, palyginti su sutaupytomis darbo sąnaudomis |
Gamintojai dažnai kompromisą apibrėžia paprastai: jei kiekvieną nuožulną vis tiek reikia šlifuoti, kol suvirinimo aparatas ją priima, nuožulnios galvutės kaina neatsipirko. Lazeriniai nuožulnūs pjūviai dažniausiai laimi ten, kur svarbus kampas ir suvirinimo krašto vienodumas, nes tikslus sujungimas sumažina užpildo metalo ir remontinių suvirinimo siūlių kiekį. Bandymai su 12 mm konstrukciniu plienu parodė, kad lazeriu pjautos nuožulnios briaunos sukuria mažesnę karščio paveiktą zoną nei naudojant kitus terminius procesus, o tai pagerina galutinį suvirinimą.
Plazma išlieka praktišku pasirinkimu labai storoms plokštėms ir šiurkštesniems konstrukciniams darbams, kaip aptarta apžvalgoje. Lazerinis pjovimas ir plazminio pjovimo mašinosFrezavimas vis dar prasmingas, kai reikia pasiekti griežčiausius nuokrypius arba detalėms, kurias vis tiek reikia apdirbti. Daugumai vidutinio dydžio plokščių suvirinimo darbų lazerinė nuožulnioji galvutė dabar atliekami vienu praėjimu.
Pjovimo kokybė atliekant nuožulnius pjūvius reikalauja šiek tiek kitokio požiūrio nei atliekant tiesius pjūvius. Šlakas linkęs kauptis apatinėje, smailioje kampinio pjūvio pusėje, o Y ir K nuožulnių kraštai turi išlikti stačiakampiai ir tinkamo dydžio, kad šaknies praėjimas veiktų. Antgalio pasirinkimas, dujų slėgis ir pjovimo greitis yra reguliuojami pagal kampą, o geros mašinos šiuos nustatymus saugo nuožulnių pjūvių procesų bibliotekoje, kad operatoriai nepradėtų kiekvieno darbo nuo nulio.
Lakštų ir plokščių, palyginti su vamzdžių nuožulniais pjovimais
Plokštės nuožulninimas
Plokščioje plokštėje nuožulni galvutė seka detalės kontūrą per visą pagrindinį paviršių. Tipiniai plokščių nuožulniųjų pjovimo darbiniai diapazonai yra maždaug nuo 8 iki 40 mm ant minkšto plieno, nuo 6 iki 25 mm ant nerūdijančio plieno ir nuo 6 iki 20 mm ant aliuminio, priklausomai nuo lazerio galios ir nuožulniojo kampo. Tokios dalys kaip flanšai, įdėklai, pagrindinės plokštės ir slėginio indo korpuso sekcijos nuimamos nuo stalo su jau suformuotais suvirinimo kraštais. Dirbtuvės, pjaunančios tokio tipo... konstrukcinis ir lakštinis plienas matyti aiškiausias darbo jėgos santaupas.
Vamzdžių ir vamzdelių nuožulninimas
Vamzdžių nuožulninimas prideda sukimosi. Vamzdis sukasi griebtuvuose, o galvutė pakreipiama, todėl staklės gali pjauti galinius nuožulnumus, balnines jungtis ir „žuvies žiočių“ profilius ten, kur vienas vamzdis susijungia su kitu. Tipiniai vamzdžių nuožulnumo diapazonai apima maždaug 20–220 mm skersmenis, o sienelės storis siekia iki maždaug 8 mm, o didesnėse staklėse – ir didesnį. 3D Vamzdžių lazerinio kampinio pjovimo staklės šias jungtis apdoroja vienu nustatymu, o tai pakeičia rankinį žymėjimą, pjovimą ir šlifavimą, paprastai reikalingą vamzdžių ir rėmų montavimui.
Vamzdžių apdirbimui taip pat reikalinga gera atrama. Daugiafunkciniai griebtuvai ir atramos neleidžia ilgiems vamzdžiams įlinkti ar išsilenkti jiems sukant, o tai dar svarbiau, kai galvutė pakreipta. Šiandien dirbtuvės, kurios pjauna vamzdžius be nuožulnų, dažnai pradeda nuo... pluošto lazerinių vamzdžių pjovimo mašina ir pereiti prie nuožulnaus modelio, kai suvirinimo paruošimas tampa kliūtimi. Formuotos arba trimatės dalys, kurias reikia apipjaustyti ir nupjauti nuožulnaus paviršiaus, yra darbas, skirtas 3D robotinės pluošto lazerinio pjovimo mašinos.
Kur apsimoka pjauti nuožulniai
⦿ Konstrukcinis plienas: pagrindinės plokštės, įdėklai ir jungiamosios plokštės su suvirinimo siūlėmis, pjaustomos vienu praėjimu.
⦿ Slėginiai indai ir talpyklos: korpusų ir antgalių paruošimas, kai vienoda griovelių geometrija leidžia atlikti kvalifikuotas procedūras.
⦿ Sunkioji įranga: rėmai ir strėlės su daugybe storų plokščių suvirinimo siūlių ir pasikartojančiais dalių numeriais.
⦿ Vamzdžių ir rėmų gamyba: vamzdžių galų nuožulnos ir balninės jungtys, kurias kitu atveju reikėtų išdėstyti ir šlifuoti rankiniu būdu.
Bendra gija – suvirintų jungčių kiekis. Kuo daugiau nuožulnų dirbtuvės kiekvieną savaitę šlifuoja rankomis, tuo greičiau atsiperka nuožulni galvutė. Nuoseklūs nuožulnumai taip pat palengvina kitą žingsnį, nesvarbu, ar detalės atitenka rankiniams suvirinimo aparatams, robotams, ar... lazerinio suvirinimo aparatai kurie priklauso nuo tvirto prigludimo.
Paprastas darbo sąmata
Įsivaizduokite iliustracinę dirbtuvę, kurioje per savaitę šlifuojami 200 detalių suvirinimo siūlės, kiekvienai detalei užtrunkant maždaug dešimt minučių. Tai yra daugiau nei 30 valandų šlifavimo kiekvieną savaitę, prieš atliekant nelygių nuožulnumo pjūvių pakartotinį apdirbimą. Jei nuožulnumo pjovimo galvutė perkelia didžiąją dalį šių detalių prie pjovimo stalo, sutaupytos valandos artimos nuolatinei darbo krūviui, o likę nuožulnumo pjūviai suvirintojams atkeliauja nuosekliau. Pakeiskite detalių skaičių ir minutes savo skaičiais, kad pamatytumėte, kiek atsipirks.
Nuožulnaus pjovimo kontrolinis sąrašas
✔ Išvardykite jūsų suvirinimo procedūrose nurodytus nuožulnumo tipus, kampus ir pjovimo aukščius.
✔ Patikrinkite storiausias nuožulnias dalis, palyginti su mašinos nominaliu storiu stačiausiu kampu.
✔ Įvertinkite, kiek valandų per savaitę šiandien skiriama suvirinimo siūlių šlifavimui arba frezavimui.
✔ Valdymo programinėje įrangoje patvirtinkite automatinį galvutės kalibravimą ir nuožulnumo programavimą.
✔ Prieš pradėdami gamybą, iškirpkite bandomuosius kuponus ir patikrinkite juos pagal savo procedūrą.
Vienu praėjimu išpjaukite suvirinimui paruoštus nuožulnius
Žr. specifikacijas, nuožulnumo diapazoną ir vamzdžio talpą 3D Vamzdžių lazerinio kampinio pjovimo staklėsir gaukite nemokamą kainos pasiūlymą, pagrįstą jūsų vamzdžių dydžiais, plokščių storiais ir suvirinimo paruošimo reikalavimais.
