Maîtriser le soudage robotisé : guide complet pour la qualité, l'efficacité et les économies de coûts

Les programmes sont entrés via le pendentif d'enseignement et sauvegardés dans le contrôleur, qui dit au robot quoi faire. Ces programmes déplacent le robot de soudage et manipulent la torche au bout de son bras, la plaçant exactement où elle doit être à tout moment. La torche chauffe, utilisant une alimentation électrique pour générer assez de chaleur dans le métal pour fusionner les pièces ensemble de manière permanente. L'alimentation en fil alimente le matériel supplémentaire au bras du robot pour faire cela. Entre les pièces, le bras déplace la torche vers le nettoyeur de fil pour enlever toute projection.

Quel est le processus de soudage robotisé ?

Le flux de travail d'une cellule de soudage robotisé consiste en une série d'étapes étroitement surveillées. Ces étapes sont :

1. Mettez la pièce dans le dispositif et serrez-la solidement en place.

2. Sélectionnez le programme approprié depuis le contrôleur. Alternativement, si le programme approprié n'est pas disponible, programmez le contrôleur en utilisant le pendentif d'enseignement.

3. Appuyez sur le bouton de démarrage sur le contrôleur pour commencer le travail.

4. Pendant que la première pièce est travaillée, déplacez la deuxième pièce dans la station de chargement appropriée.

5. Au début du soudage sur la première station de travail, commencez à configurer la deuxième station de travail.

6. Quand le soudage se termine, le travail commencera sur la deuxième station.

7. Récupérez la pièce finie de la station 1 et rechargez la station de travail pour le cycle suivant.

Les fonctions spécifiques et les complexités varient selon la cellule de soudage robotisé particulière utilisée, mais la plupart suivront cette procédure générale.

Comment les robots sont-ils utilisés dans l'industrie du soudage ?

Le soudage robotisé représente 29 % de toutes les applications robotiques dans l'industrie, surpassé seulement par la manutention robotisée des matériaux. Le soudage automatique est le plus couramment utilisé dans les industries manufacturières et d'ingénierie pour augmenter l'efficacité des entreprises et des laboratoires.

Le plus souvent, ils sont utilisés pour le soudage par résistance par points et le soudage à l'arc pour de grandes quantités de produit. Ces deux processus sont décrits en détail ci-dessous :

Soudage par résistance par points

Le soudage par résistance robotisé est un moyen économique de souder deux pièces de tôle ensemble en un seul point, ou spot. Ce type de soudage est couramment vu dans l'industrie de la fabrication automobile, où il est utilisé pour souder la tôle dans la forme d'une voiture. Beaucoup des soudeurs par points dans l'industrie automobile sont robotisés et peuvent être vus travailler sur les lignes d'assemblage de voitures.

Le processus de soudage par points fonctionne en appliquant deux électrodes en alliage de cuivre aux pièces à fusionner et en faisant passer un courant à travers les matériaux. Le courant chauffe le métal et le fait fondre, formant un bassin entre les pièces au point appliqué. Au refroidissement, les pièces fusionnent ensemble.

Les robots soudeurs sont idéaux pour cette application car ils sont capables de placer plusieurs soudures par points avec une précision et une efficacité extrêmes.

Soudage à l'arc

Le soudage à l'arc robotisé a grandi comme industrie seulement récemment, mais rattrape rapidement le soudage par points comme la méthode de soudage robotisé la plus populaire. Le processus utilise une alimentation électrique pour générer un arc électrique entre une électrode montée sur torche et le métal. Cet arc produit une température d'environ 6 500 degrés Fahrenheit à la pointe de la torche. Cela chauffe le métal, produisant un bassin de métal en fusion sous la torche qui se solidifie au refroidissement. Au refroidissement, les pièces fusionnent définitivement ensemble.

En raison des températures extrêmement élevées produites, les métaux impliqués dans ce processus réagiront souvent chimiquement avec l'oxygène et l'azote dans l'air environnant. Cela peut compromettre l'intégrité du joint de soudure. Pour cette raison, de nombreux processus de soudage à l'arc impliquent un processus appelé protection d'arc. Ce processus couvre l'arc et le métal en fusion avec un bouclier protecteur de gaz ou de vapeur, minimisant le contact entre le métal en fusion et l'air environnant.

La chaleur extrême et les réactions chimiques impliquées dans le soudage à l'arc en font une application parfaite pour la robotique, car cela réduit l'exposition des travailleurs et opérateurs à ces risques.

Quels sont les avantages du soudage robotisé ?

L'implémentation d'une configuration de soudage robotisé nécessite un investissement significatif en temps et en fonds. Cependant, les avantages du système surpassent de loin les avantages du soudage traditionnel, et les coûts du système sont rapidement récupérés en productivité accrue, qualité améliorée et déchets réduits.

Les équipes de soudage à travers les États-Unis bénéficient du soudage robotisé grâce aux avantages suivants :

Production accrue

Les systèmes de soudage robotisé font le travail rapidement et efficacement, faisant moins d'erreurs que leurs homologues humains tout en augmentant la vitesse de production considérablement. De plus, les robots peuvent travailler 24/7, contrairement aux travailleurs humains qui ont besoin de sommeil, de pauses et de vacances. Les opérateurs humains ont généralement moins de 50 % de temps d'arc allumé, et les pourcentages de temps d'arc humain diminuent à mesure que la fatigue s'installe plus tard dans le quart. Les robots, d'autre part, ont 75 % -80 % de temps d'arc allumé. Ce nombre augmente à 95 % pour les pièces avec des coutures plus longues.

Qualité et cohérence améliorées

Le système automatisé crée des soudures cohérentes avec une précision extrêmement proche, plaçant les mêmes soudures de qualité au même endroit répétitivement sans se fatiguer. La précision de ces systèmes réduit également les projections, résultant en des coutures plus nettes. Cela n'élimine pas les erreurs et défauts, cependant — un équipement défectueux ou endommagé ou une programmation incorrecte peuvent tous deux entraîner des défauts de produit. Heureusement, les deux problèmes peuvent être prévenus par des techniciens de soudage robotisé certifiés.

Économie d'énergie

Les systèmes de soudage automatisés économisent l'énergie en fonctionnant de manière cohérente, coupant les démarrages coûteux en énergie. De plus, les robots ne soudent pas excessivement et réduisent le besoin de soudage correctif, réduisant les dépenses énergétiques.

Réduction des rebuts

L'erreur humaine est toujours possible, même avec les soudeurs les plus qualifiés. Cependant, chaque mouvement qu'un robot de soudage fait est planifié et automatisé, réduisant les erreurs et, par conséquent, réduisant le nombre de pièces mises au rebut. Sur les travaux de haute valeur, cela peut être un facteur crucial pour rester dans le budget.

Réduction des déchets

Les consommables sont encore une autre source de déchets. Les consommables incluent les buses et autres composants avec des durées de vie relativement courtes qui sont remplacés après un certain nombre d'utilisations. Les unités de soudage robotisé augmentent la vitesse de soudage et minimisent l'utilisation excessive d'énergie, augmentant la durée de vie de chaque composant consommable. Cela signifie que de nouveaux consommables sont achetés moins fréquemment, économisant les coûts.

Retour sur investissement

La plupart des entreprises trouveront que pour les projets plus importants, les efficacités, la précision et les économies de coûts du soudage robotisé – compensent plus que le coût initial de configuration lorsque vous travaillez avec une entreprise de fabrication métallique.

La combinaison de vitesses plus grandes, de soudures de meilleure qualité et de rebuts diminués contribuent tous à ce retour sur investissement rapide. Ce retour augmente encore lorsque vous considérez les coûts d'énergie réduits et les chances minimisées de sur-soudage. Passer à un processus de soudage robotisé peut aider à économiser significativement l'entreprise dans les coûts globaux.

Pour calculer un retour sur investissement approximatif, une entreprise peut évaluer les temps de cycle de pièce actuels et les comparer avec les temps de cycle potentiels pour une configuration de soudage robotisé. D'autres économies en déchets, main-d'œuvre et énergie peuvent être liées à l'estimation pour un nombre plus précis.

Comment choisir un fabricant sous-traitant avec une configuration de soudage robotisé de haute qualité ?

Un bon fabricant sous-traitant investit non seulement dans des professionnels hautement qualifiés, mais aussi dans des configurations de soudage robotisé qui fournissent la meilleure qualité et valeur en surveillant les pistolets MIG et les consommables et en recherchant des périphériques appropriés pour la machine :

Pistolets MIG

Les pistolets MIG doivent être sélectionnés soigneusement pour convenir aux besoins du modèle particulier utilisé dans la configuration de soudage robotisé. Les entreprises devraient choisir des pistolets MIG avec l'amperage et la capacité de refroidissement appropriés pour l'application. Un amperage ou refroidissement inadéquat peut causer l'échec de la machine, tandis que l'achat d'un pistolet avec plus de capacité d'amperage que nécessaire est un gaspillage d'argent, car le prix d'un pistolet MIG robotisé est directement proportionnel à l'amperage qu'il offre.

Consommables

Les consommables, tels que les embouts de contact, buses, têtes de retenue et gaines, doivent également être sélectionnés et gérés soigneusement. Différentes buses et embouts de contact devraient être sélectionnés pour différentes applications — les consommables standard devraient être utilisés pour les applications à faible amperage ou avec des temps d'arc plus courts, tandis que les consommables lourds, qui sont plus chers que les versions standard, devraient être utilisés pour les applications à haut amperage ou temps d'arc élevé pour réduire le temps d'arrêt nécessaire pour les changer.

Périphériques

Un périphérique est tout équipement additionnel qui peut être intégré dans le système de soudage robotisé. Utiliser le bon type de périphériques peut maximiser la performance de la configuration. Bien que les périphériques viennent avec un coût initial, ils peuvent augmenter le retour sur l'investissement du soudage robotisé en améliorant la performance de la configuration, en augmentant la durée de vie des consommables et en réduisant la probabilité de défauts de soudage.

Quelques périphériques potentiellement utiles incluent :

• Station de nettoyage de buse : Aussi appelée réamorceur ou nettoyeur de projections. Ce périphérique nettoie la buse de saleté, débris et projections pendant les passages de routine dans l'opération de soudage. Cela aide à prévenir la perte de couverture qui pourrait mener à des défauts et au retraitement de soudure. Cela augmente aussi la durée de vie des consommables, réduisant la fréquence des changements.
• Pulvérisateurs anti-projections : Ce périphérique augmente la durée de vie des consommables en ajoutant un composé anti-projections sur les consommables qui agit comme une barrière protectrice. Comme la station de nettoyage de buse, cela prévient la perte de couverture et réduit la fréquence des changements de consommables.
• Coupe-fils : Pour les robots de soudage à l'arc, les unités nécessitent un fil qui dépasse quand un arc s'initie. Un coupe-fil coupe le fil de soudage à une longueur spécifiée, enlevant toute incohérence dans la longueur et la qualité du fil. Cela résulte en des amorçages d'arc plus fiables et des soudures plus cohérentes.
• Support de bras : Pour certaines configurations, la collision est un risque qui doit être considéré. Pour les robots avec logiciel de détection de collision, un support de bras solide est nécessaire pour protéger l'équipement en le gardant en place pendant que le robot détecte la collision et s'arrête.
• Embrayage : Pour les robots sans détection de collision, un embrayage est nécessaire pour protéger l'équipement de la collision. L'embrayage reconnaît l'impact physique d'une collision et envoie un signal électrique au contrôleur du robot qui cause l'arrêt du système, prévenant tout dommage supplémentaire.

Tous ces périphériques peuvent aider à la protection et à l'augmentation de la productivité de l'équipement de soudage robotisé.

Qui devrait opérer une unité de soudage robotisé ?

Le soudage robotisé nécessite une supervision et une maintenance constantes par un opérateur formé. Si personne dans le vivier de talents actuel de l'entreprise n'a d'expérience préalable en soudage robotisé, il est dans l'intérêt de l'entreprise d'engager une entreprise de fabrication métallique avec des opérateurs d'unités de soudage robotisé certifiés sur le personnel.

Un technicien formé sera capable de maximiser le temps de fonctionnement sur le projet, en planifiant et effectuant une maintenance préventive régulière sur le système. Cela aide à minimiser les temps d'arrêt inutiles et assure que le système fonctionne sans problème – tous des avantages qui sont transmis à votre projet.

Engager un fabricant sous-traitant avec des techniciens de soudage robotisé certifiés peut être une méthode plus rentable. Très peu d'entreprises se spécialisent dans le soudage robotisé, surtout aux États-Unis, avec un personnel hautement qualifié et professionnel qui sait exactement comment travailler avec des cellules de soudage robotisé pour produire les meilleurs résultats pour votre produit. Fairlawn Tool, Inc. est l'une de ces entreprises, fournissant un service de soudage robotisé de qualité à nos clients par une équipe de soudage certifiée AWS.

Chez Fairlawn Tool, Inc., nous considérons le soudage robotisé comme une partie intégrante de notre processus de production pour aider à réduire les coûts globaux pour nos clients, vous aidant à obtenir le produit de la plus haute qualité au coût le plus bas. De plus, nous offrons également fièrement des services de soudage manuel bien adaptés aux petites séries et aux commandes commerciales hautement personnalisées. Dans la plupart des cas, le soudage manuel peut être combiné avec le soudage robotisé pour obtenir le meilleur des deux approches. Nous nous enorgueillissons d'une qualité constante, peu importe la taille du projet de fabrication, car nous voulons nous assurer que chaque unité dépasse vos attentes.

Fairlawn Tool est un fabricant sous-traitant à service complet pour tous vos besoins en fabrication métallique. En gérant chaque partie du processus en interne depuis notre usine du Maryland, nous sommes en mesure d'assurer le plus haut niveau de qualité à un prix compétitif. Nous sommes toujours heureux d'aider à répondre à toutes les questions et de consulter sur la meilleure approche pour votre entreprise.

Contactez-nous aujourd'hui pour parler avec nous de vos prochains projets de fabrication métallique.