Bizonyíték, nem ígéret 2. rész

A lézersugaras hegesztés minőségi jellemzőinek kísérleti eredményei

2018. június 19., kedd, 06:00

Címkék: hegesztés hegesztéstechnika Indupro Kft. kísérlet lézer lézeres hegesztés lézerhegesztés lézertechnológia

A lézersugaras hegesztés napjainkban az egyik leginkább teret hódító anyagegyesítő eljárás. A nagy hegesztési sebesség, reprodukálhatóság, illetve a kis hőbevitel a technológia előnyös tulajdonságai. A kis hőbevitel miatt keskeny hőhatásövezettel és kis vetemedéssel készíthető a végtermék.

A Processobserver advanced működési elve

A Processobserver advanced fotodiódák segítségével vizsgálja a lézersugaras hegesztést. A diódákba optikai kábelen keresztül jut a hegesztés során keletkező fény, amelyet a vezérlőegység detektál és feldolgoz (1. ábra). Az érzékelt jelekből a rendszer a hegesztést minősíti. A fotodiódák szilícium vagy germánium alapanyagúak lehetnek, annak függvényében, hogy milyen hullámhosszúságú fényt szeretnénk detektálni vele.

1. ábra A Processobserver advanced működési elvének ábrázolása

A fénykábel fejegysége a legtöbb gyártó által készített hegesztőfejre könnyedén felrögzíthető. A feldolgozóegység a beérkező digitalizált adatokat rögzíti másodpercenként kétezres frekvenciával. A rögzített adatokat összesen 6 algoritmus szerint vizsgálja. Mindegyik algoritmus a varrat különböző tulajdonságait minősíti, és az eredmények alapján dönt a varrat megfelelőségéről.

Ebben a cikkben a Processobserver advanced működését mutatjuk be. A berendezés működésének demonstrálására egy lézersugaras hegesztési kísérletet állítottunk össze. Hegesztéskor olyan mesterséges hibákat hoztunk létre, amelyek esetlegesen előfordulhatnak a gyártás során.

A kísérlet végrehajtásakor egy Trumpf gyártmányú szén-dioxid gázlézerrel hegesztettünk, melynek teljesítménye 5 kW. Első lépésként 10 mintát készítettünk, mely hegesztések eredményeiből a Processobserver advanced egy mestergörbét hozott létre. Ez a görbe adta a további kísérleteink alapját. A kísérlet második részében mesterséges hibákat hoztunk létre, és azt vizsgáltuk, hogy ezeket a Processobserver advanced hogyan érzékeli. A mesterséges hibával készített hegesztésekből készített görbéket a Processobserver advanced a mestergörbével hasonlítja össze, és eltérés esetén a hegesztés pillanatában jelzi azt.

A kísérletek végeztével csiszolatot készítettünk a hegesztésekről azzal a céllal, hogy összehasonlítsuk a valós eredményeket a Plasmo termék által detektált hibával.

A vizsgálat során a legjellemzőbb hibák alatt az ideálistól nagyobb vagy kisebb teljesítményt értettünk, ami a rezonátor esetleges instabilitásaiból adódhat. További hiba lehet az, hogy az operátor nem cserél darabot, így a már elkészített alkatrész újra hegesztésre kerül. Esetleges hiba lehet az is, ha a védőgáz hozzávezetése megsérül, és így a továbbiakban nem érvényesül a védőgáz pozitív hatása a varratra.

2. ábra A duplán hegesztett alkatrész metszeti képe. A varrat szélessége megközelítőleg kétszerese a referenciamintának. A varrat metszeti képén 2 porozitás található. A porozitások átmérője 0,2, illetve 0,3 milliméter.

A kísérletekből kiemelnénk a kétszer hegesztett alkatrészt, melynek metszete a 2. ábrán látható. A 3. ábrán az látható, hogy Processobserver advanced mit érzékelt a hegesztés során. A zöld színű görbe a megfelelő hegesztést, vagyis a mestergörbét jelenti. Fehérrel, illetve pirossal az alsó, illetve felső tartományt jelzi, amelyen belül még megfelelő hegesztés várható. Narancssárga színnel a dupla hegesztés görbéje is látható. A diagram megerősíti azt, ami a metszeti képen található, vagyis a nem megfelelő varratot. A narancssárga görbe jóval a megengedett tartományon kívül található.

3. ábra A Processobserver advanceddel mért adatok ábrázolása. Zölddel a referenciagörbe, míg narancssárgával a 2.1-es hegesztés látható

A kísérletek végrehajtása közben az egyik mintánál a hegesztés fröccsenését tapasztaltuk. A fröccsenés oka valószínűleg az, hogy szennyeződés kerülhetett az illeszkedő felületekre a préselés során. A 4. ábrán ennek az alkatrésznek a varratkorona-oldala látható. Az 5. ábrán pedig az, hogy a Processobserver advanced jól láthatóan érzékelte a problémát.

4. ábra A fröccsent minta koronaoldal. A fröccsenés helyei piros nyilakkal jelölve

5. ábra A Processobserver advanced által rögzített adatok a fröccsent hegesztésről, a piros nyilak a hiba helyét mutatják, melyek összhangban vannak a varrat koronaoldalával

A kísérletek végeztével azt a következtetést vontuk le, hogy a Processobserver advanced minden esetben érzékelte és kimutatta a hibás hegesztéseket. Ezt jól szemlélteti a 4. és 5. ábra.

Az Indupro Kft. a jövőben valamennyi szeriális lézersugaras hegesztését kizárólag a Plasmo rendszerek gyártósorba integrálása mellett hajtja végre. Az Indupro Kft. vállalja valamennyi Plasmo termék telepítését, gyártósorba integrálását és szervizelését.

Vége

Takács Sándor

applikációs mérnök

www.indupro.hu

Kapcsolódó cikk:

Bizonyíték, nem ígéret 1. rész

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek