View
256
Download
7
Category
Preview:
Citation preview
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
© Fronius 01/2004
CMT-processen - en revolution inden for termisk sammenføjning
V. LØWENER A/S
Smedeland 2
2600 Glostrup
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Indhold
� CMT-processen - en succes som resultat af mange års udviklingsarbejde
� CMT-processen - en revolution inden for sammenføjning af materialer
� Svejsesystemet, -hvad skal der bruges for at få processen i gang på emnerne.
� Muligheder og anvendelsesområder for optimal udnyttelse af fordelene ved CMT-svejsning
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT-processen - en revolution inden for sammenføjning af materialer
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Historien bag CMT-processenCMT-processen
StålAluminium
SFISprøjtefri tænding
Efterspørgsel efter mikro-svejsninger
fra 2002 udvikling af serienfra 1999 basisudvikling
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Ide-udviklerne� Deltagere i projektet
� Kerne-team bestående af 21 udviklingsmedarbejdere
� Intensiv support ved 15 øvrige ide-udviklere
samt medarbejdere fra kvalitetsstyring, værktøjsfremstilling og produktion ...
� Udviklingsomkostninger ved CMT-serieproduktionen:
39 mandeår
� 21 patentansøgninger til beskyttelse af de immaterielle rettigheder
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Drevsystemet - en innovativ løsning
� Innovativ motorkonstruktion – motorhus = brænderkrop
� Lille og handy letvægts-konstruktion (vejer kun 1,6 kg)
� Bedre varmeafledning / mindre strømtab
� Elektronik i seperat elektronikboks - beskyttelsesklasse IP23
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT-processen
� CMT står for Cold Metal Transfer
� Speciel kortbueproces med helt ny form for dråbeovergang
� afsmeltning med relativt lav varmepåvirkning af emnet sammenlignet med den konventionelle MIG/MAG proces
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Konventionel kortbuesvejsning
� Strømmen bevirker dråbeovergangen
� Dråbeovergangen er forbundet med højt strømniveau
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Princippet i CMT-processen
� Tilsatsmateriale AlSi5 / 1.2 mm
� Beskyttelsesgas Argon
� Strøm (middelværdi) 73 A
� Spænding 14.8 V
� Trådhastighed 4.9 m/min
� Frekvens (middelværdi) 63 Hz
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Markante forskelle definerer en ny svejseproces
(1) Som noget helt nyt indgår trådens bevægelser som parameter til styring af svejseprocessen.
Fjernbetjening
Seriel databus
Tråddrev Trådbuffer
AC-servomotorstyring,overvågning
Proces-styring
aktuel værdi (U/I)
Digital aktuelværdi
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Markante forskelle definerer en ny svejseproces
(2) Dråbeovergangen sker ved en strømstyrke tæt på nul
t = 0 ms t = 4.59 ms t = 6.21 ms t = 7.56 ms t = 11.34 ms t = 13.23 ms t = 13.77 ms t = 14.31 ms
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Markante forskelle definerer en ny svejseproces
(3) Trådens returbevægelse hjælper dråbeovergangen
t = 0 ms t = 4.59 ms t = 6.21 ms t = 7.56 ms t = 11.34 ms t = 13.23 ms t = 13.77 ms t = 14.31 ms
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - svejsesømmens udseende
� Næsten sprøjtefri svejse- og loddesømme takket være de tre markante forskelle ved CMT-processen
� Kun enkelte svejsesprøjt - for eksempel ved kraftig hældning af brænderen
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - lysbuelængden
� Præcis styring af lysbuelængden
� Konventionel MIG/MAG svejsning:
Styring af lysbuelængden via svejsespænding
Ulemper: Spændingen påvirkes tillige af emneoverflade, svejsehastighed m.v.
� CMT:
Mekanisk styring og indstilling af lysbuelængdenFordele: Lysbuelængden påvirkes ikke af emneoverflade og svejsehastighed
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - lysbuelængden
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - lysbuelængden� Ekstremt tolerant svejseproces med stort procesområde –
f.eks. Med hensyn til svejsehastighed
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - tændingen
� Tændingen cirka dobbelt så hurtig som tidligere
� Meget hurtig opsmeltning af grundmaterialet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - kombinationsmuligheder
� Kombination af CMT-processen og pulslysbue
Til ændring og styring varmepåvirkning og sømgeometri
� Vigtigt i forbindelse med spalteoverbygning samt til øgning af svejsehastigheden
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - kombinationsmuligheder
� Kombination af CMT og pulslysbue
0 Pulse 1 Pulse 3 Pulses 5 Pulses 7 Pulses
0 Pulse 1 Pulse 3 Pulses 5 Pulses 7 Pulses
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende fordele ved CMT-processen - spalteoverbygning
� Lavere varmepåvirkning = mindre deformation og bedre muligheder for spalteoverbygning.
Basismateriale DC01
elektrolytisk galvaniseret
Pladetykkelse 0.8 / 1.5 mm
Tilsatsmateriale CuSi3 / 1.0 mm
Inaktiv luftart Argon
Svejsehastighed 1,0 m/min
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende egenskaber for CMT-processen - grænser
� Øvre kapacitetsgrænse i den rene CMT-proces ligger dér, hvor lysbuen går fra kort bue til overgangslysbue.
� Nedre kapacitetsgrænse i CMT-processen afhænger af kravene til svejsesømmen.
CMT lysbue
Kortbue
Pulslysbue Spraybue
Roterende lysbue
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Revolutionerende egenskaber for CMT-processen - grænser
� Den ringe varmepåvirkning i en ren CMT-proces giver smalle og høje sømprofiler
Kortbue
Trådhastighed 5,0 m/min
Svejsestrøm 96 A
Svejsespænding 17,0 V
CMT
Trådhastighed 5,0 m/min
Svejsestrøm 84 A
Svejsespænding 13,5 V
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
� Udstyr til automatiserede applikationer
� Systemet er 100% digitalt styret,og bus-styret
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT strømkilder
� TPS 3200 / 4000 / 5000 CMT
TPS 3200 / 4000 / 5000 CMT MV
� Med integreret pakkeløsning for CMT-svejseprocessen - bestående af hardware og software.
� 100% digitalt styret (closed-loop) og mikroproces-styret (open-loop)
� 3 driftsmåder: Standard / Puls / CMT
� Mulighed for opgradering af eksisterende strømkilder fra 1.4.2005.
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Enkel betjening via RCU 5000i
� Fjernbetjening RCU5000i Universal
� En forudsætning for CMT systemet
� 3 driftsmåder: Standard / Puls / CMT
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystem
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Kølesystem
� FK 4000-R
� For optimal afkøling af svejsebrænderen
� Svejsesystemet kan kun leveres i vandkølet version
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Robot interface
� Robot interface ROB5000
� Den digitale series felt-bus varianter
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT trådfremføring
� VR 7000-CMT 4R/G/W/F++
� Drev med 4 ruller
� F++ tilslutning
� Elektronik med LHSB tilslutning til strømkilde og brænderdrev
� VR7000 CMT kan i starten kun anvendes med CMT brænderdrev
� Fremføringsruller 1,2H indbygget som standard i VR7000 CMT
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT slangepakker
Slangepakke fra trådfremføringsboks ���� brænderdrev enheden
� Robacta Drive CMT 4.25m / 6.25m F++
� Brænderslangepakke kan kobles fra brænderdrevet
� - Forkortelse af stilstandsperiode: TCP skal ikke indstilles på ny
� - Reduktion af lageromkostninger: Mindre behov for reservedele
� Ekstern trådføringsslange for hurtig liner-udskiftning
� Slidstærke komponenter af høj kvalitet i slangepakken
Slangepakke fra strømkilde ���� Trådfremføringsboks
� Slangepakke på 1,7 m , 4m eller 8 m længde – 95 mm2 strømkabel
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT trådbuffer
� Trådbuffersæt bestående af:
trådbuffer
2 eksterne trådføringsslanger
sensorkabel til trådfremføringsboks
� Mulige længder: 4,25m / 6,25m
� Længden på ekstern trådføringsslange Trådbuffer – drevsystem = 1,2 m
� Funktion: At gøre de to drev uafhængige af hinanden, så de højdynamiske egenskaber i brænderen sikres.
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Trådbuffer for CMT
� Hurtig udskiftning af trådføringsslanger -giver mindre stilstandstid
� Universal liner i trådbuffer - til alle former for svejsetråd
� Trådbuffer monteret på balancevægt
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT svejsesystemet
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT drevenhed
� Robacta Drive CMT
� Højdynamisk AC servomotor for høj trådhastighed
� Gearløs motor for lang levetid
� Let genindstilling af trådrulletryk –med skala, der også kan aflæses ved åben spændeanordning.
� Præcis trådfremføring via digital styring af hastighed.
� Betjeningselementer placeret påelektronikboksen
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT drevenhed � Meget lille interferens kontur på grund af den Innovative opbygning.
� Optimeret konstruktion med hensyn til tyngdepunkt og vægt understøtter robot-kinematikken.
� Let udskiftning af slangepakke, fordi brænderslangepakken kan kobles fra drevenheden.
� Mulighed for at anvende standard Robacta brænderkroppe.
� Monteringsbeslag er integreret i motorhuset for at gøre systemet så let og hurtigt som muligt
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT startkit
� Sliddele til: - trådbuffersystem
- brænderslangepakke
- drevenhed
- brænderkroppe
� Varianter:
AlMg / CuSi 0.8 / 0.9 / 1.0 / 1.2
CrNi 0.8 / 0.9 / 1.0 / 1.2
Stål 0.8 / 0.9 / 1.0 / 1.2
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Art.numre og varianter
� CMT-specifikke komponenter
Komponent Beskrivelse Art.nr.
Strømkilde TransPuls Synergic 3200 CMT 4,075,137,R
TransPuls Synergic 3200 CMT MV 4,075,137,630,R
TransPuls Synergic 4000 CMT 4,075,138,R
TransPuls Synergic 4000 CMT MV 4,075,138,630,R
TransPuls Synergic 5000 CMT 4,075,139,R
TransPuls Synergic 5000 CMT MV 4,075,139,630,R
Software Opbygning af specialprogram 4,060,121
Slangepakke Slangepakke W 1.2m 70mm2 LHSB 4,047,438
Slangepakke W 4m 95mm2 LHSB 4,047,427
Slangepakke W 8m 95mm2 LHSB 4,047,428
Trådfremføring VR 7000-CMT 4R/G/W/F++ 4,045,963,000
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Art.nr. og varianter� CMT- specifikke komponenter
Komponent Betegnelse Art.nr.
Brænderslangepakke Robacta Drive CMT W/F++/4.25m 4,047,429,000
Robacta Drive CMT W/F++/6.25m 4,047,430,000
Trådbuffersystem Trådbuffersystem CMT 4.25m/1.2m 4,001,635
Trådbuffersystem CMT 6.25m/1.2m 4,001,636
Drevsystem Robacta Drive CMT 4,036,319
Startudstyr Startudstyr CMT AlMg/CuSi 0.8 44,0350,2381
Startudstyr CMT AlMg/CuSi 0.9 44,0350,2399
Startudstyr CMT AlMg/CuSi 1.0 44,0350,2382
Startudstyr CMT AlMg/CuSi 1.2 44,0350,2383
Startudstyr CMT CrNi 0.8 44,0350,2385
Startudstyr CMT CrNi 0.9 44,0350,2400
Startudstyr CMT CrNi 1.0 44,0350,2386
Startudstyr CMT CrNi 1.2 44,0350,2387
Startudstyr CMT Steel 0.8 44,0350,2389
Startudstyr CMT Steel 0.9 44,0350,2401
Startudstyr CMT Steel 1.0 44,0350,2390
Startudstyr CMT Steel 1.2 44,0350,2391
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Aktuel status for synergilinier til CMT
100% Ar1.21.00.8AlMg5
ER 5356
100% Ar1.21.00.8AlSi5
ER 4043
100% Ar1.21.00.8Al99.5
ER 1050
100% Ar1.0CuAl9
ER CuAl-A1
100% Ar1.0CuSi3
ER CuSi-A
Ar + 2.5%CO21.00.8CrNi18 8
ER 307L
Ar + 2.5%CO21.00.8CrNi 19 9
ER 308L
100%CO21.00.8G3Si1
ER70S-6
Ar + 18%CO21.00.8G3Si1
ER70S-6
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Specielle egenskaber ved CMT-svejsesystemet
� AC servomotor i drevsystemet.
� Meget hurtig ændring af trådhastigheden er én af de grundlæggende egenskaber i CMT-processen.
CMT � op til 70 Hz og 330 m/s2
Standard � op til 2,5 m/s2
� Synchropuls med højere frekvenser giver flot svejsemønster - selv ved høj svejsehastighed.
� SFI tænding sker ekstremt hurtigt og medvirker til forbedring af cyklustider i flaskehalse.
CMT � 30 ms
Standard � 60 ms
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Specielle egenskaber ved CMT-svejsning
� Trådbufferen får tråddrevene til at arbejde uafhængigt af hinanden og giver ekstra ”opbevaringsplads” for tråden. Dette giver præcis trådfremføring
� AC servomotor i drevenhed
� Konventionel motor i trådfremføringsboks
100% digitalt styret system - busstyring
� Interferenssikkert og fremtidsorienteret
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Anbefaling for CMT-svejsesystemet
� Hjælp til korrekt bestilling.
� Bestilling af færdigmonteret og gennemtestet systemkonfiguration.
� 3D data for brænder med mulighed for simuleringer
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Levering af CMT-svejsesystemet
� CMT-svejsesystemet er klar til levering på 6 uger
� Fra 1.2.2005:Leveringsklasse B
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Primære anvendelsesmuligheder for CMT
� 3 primære anvendelser:
� Sprøjtefri MIG-lodning
� Tyndpladeapplikationer (aluminium, stål, CrNi)
� Lysbuesvejsning af stål til aluminium
� Basis- og tilsatsmaterialer
� Alle materialer og tilsatsmaterialer, der anvendes i MIG/MAG svejsning
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
CMT applikationer
� Svejsesømme:
� Overlapsvejsesømme
� Stumpsømme
� Bertlesømme
� Kantsømme
� Positioner:
� PA
� PB
� PC
� PG
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Anvendelse af CMT-svejselodning
� Kant- eller overlapsvejsning
� Varmgalvaniseret eller elgalvaniseret plademateriale
� Pladetykkelse 1 mm
� Svejsehastighed 1.1 m/min
� Mulighed for stillings- CMT-svejselodning
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Anvendelse af CMT svejselodning
� Sammenligning:
� Øverst: CMT-svejselodning
� Nederst: Alm. MIG-lodning
� Fordele:
� Ingen svejsesprøjt
� Mere ensartede svejsesømme
CMT
MIG-Pulse
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Applikationer med svejsning af tyndt plademateriale
� Aluminium stumpsvejsning
� Pladetykkelse 0,8 mm
� Svejsehastighed 1,5 m/min
� Svejsning uden backing
� Perfekt gennembrænding uden at sømmen falder igennem
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Applikationer med sammenføjning af tykke og tynde plader
� Aluminium overlapsvejsning
� Pladetykkelse 0,8 and 4,5 mm
� Svejsehastighed 50 cm/min
� Tilsatsmateriale CuSi3
� Sammenføjning af plader med meget forskellige tykkelser
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Applikationer med sammenføjning af tykke og tynde plader
Position: PB
Position: PG
Position: PD
Position: PD
Position: PB
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Spalteoverbygning ved CMT-svejsning
CMT:
Pladetykkelse: 1.0 mm
Spalte: 1.3 mm
AC – MIG:
Pladetykkelse : 1.2 mm
Spalte : 1.2 mm
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Applikation: Lysbuesammenføjning afstål og aluminium
� Overlapsvejsesømme
� Pladetykkelse 1 mm
� Svejsehastighed 70 cm/min
� Princip:
Svejsning på aluminium-siden
Lodning på stål-siden
� Forudsætning: galvaniseret stålplade
(> 10 µm)
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Applikation: Lysbuesammenføjning af stål og aluminium
AW 6016 / DC 04 AZE 75/75 03
0
50
100
150
200
250
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Probennummer
Zu
gfe
sti
gk
eit
[N
/mm
²]Zugfestigkeit derSchweißlötung
Zugfestigkeit im Zustand T4(lösungsgeglüht undkaltausgelagert)60%-ige Zugfestigkeit desGrundwerkstoffes im ZustandT4
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
� Bruddet sker i den varmepåvirkede zone (HAZ) - delvist også i aluminiums-pladematerialet
Applikation: Lysbuesammenføjning af stål og aluminium
© Fronius 01/2004
Product Launch 2004 - Der CMT Prozess
Mulige markeder for CMT-processen
� Underleverandører til automobilindustrien
� Automobilindustrien
� Hvidevarerindustrien
� Fremstilling af stilladser, portaler og andre metalkonstruktioner
� Mikro-sammenføjningsteknikken
� Luft- og rumfartindustrien
� Robotproducenter
� Systemintegratorer
� etc.
SVEJSER BEDRE
Recommended