WIG hegesztés ultranagyon tiszta munkaterületen

Ábra. 1: Okos hegesztőállomások egy tisztatérben / 1. ábra - Okos hegesztőállomások használata tisztatérben

Ábra 2 - Szilíciumwafer, ultranagy tisztaságú területen gyártva / Ábra 2 - Szilícium- félvezető wafer, ultranagy tisztaságú területen gyártva

F bb. 3 – Egy okos hegesztőállomás P3 használata tisztatérben / 3. ábra – Egy operátor tisztatérben, aki a P3 okos hegesztőállomást használja

Ábra 4 - Új kapcsolódási lehetőségek a P3 okos hegesztőállomásnak köszönhetően / Figure 4 – Sok új kapcsolódási lehetőség a P3 okos hegesztőállomás által

Ábra. 5 – Zárttéri hegesztőeszközök a tisztatéri környezetben történő munkához / 5. ábra – Zárt kamrás hegesztőeszközök az UHP iparban

A legmagasabb minőségű összeköttetések létrehozásához a WIG-ívgépi ívhegesztés kiválóan bevált.

Sok terméket tisztatéri körülmények között kell gyártani. Legyen szó arról, hogy a termékeket mikroorganizmusok szennyezhetik, mint például gyógyszerészeti anyagok esetében, vagy arról, hogy meg kell védeni őket szennyeződéstől, például félvezetőipari alkalmazásoknál, vagy arról, hogy a legkisebb idegen részecskék is súlyos működési zavarokat okozhatnak, különösen optikai eszközök és precíziós mechanikák esetében.

Az eszközök és alkatrészek nagy része, amelyeket tisztatéri alkalmazásra szánnak, már tisztatéri körülmények között kell, hogy gyártásra és összeszerelésre kerüljenek. Például csövezéseket alkalmaznak, hogy ultratiszta gázokat és folyadékokat szállítsanak a tisztaterekbe, amelyek inertizálásra, maratásra, öblítésre, oldásra és injektálási célokra használatosak.

Az építkezés helyszínén végzett munka megkönnyítése érdekében a lehető legtöbb csőalkatrészt már előregyártás során összeszerelik. Már a gyárban hegesztik össze a standard alkatrészek, például mikrofittings, T-idomok, ívek és szelepek, valamint a megfelelő csőszakaszok közötti hegesztéseket. Ebben a gyártási lépésben a WIG-ívgépi ívhegesztés előnyösen alkalmazható. A teljes hegesztési ciklusok automatikusan végbemennek, és állandóan magas minőségű kötéseket eredményeznek.

A tisztatéri környezet kialakítása szigorúan az adott alkalmazási terület követelményeihez igazodik. A környezeti atmoszféra összetétele, hőmérséklete és páratartalma szigorú előírások szerint van korlátozva, de a legfontosabb korlátozások a részecskeméretre és -számra vonatkoznak. Az ISO 14644-1 és a FED STD 209E szerint a tisztatéri osztályokat a maximálisan megengedett részecskeméret és -szám alapján sorolják be: az ISO 1 és a FED 1 osztály a legkisebb részecskemennyiséget jelenti térfogategységenként, míg az ISO 9 és a FED 100 000 osztály gyakorlatilag a szűretlen környezeti levegőnek felel meg.

Az állandó alacsony szinten tartás érdekében a szennyeződések keletkezését és terjedését a lehető leginkább meg kell akadályozni. Egy átlagos emberi test naponta 100 000 részecskét bocsát ki, amelyek mérete 50 µm alatt van, így ez az egyik legjelentősebb szennyezőforrás a kontrollált atmoszférában. Gyors mozgások tovább fokozhatják ezt a kedvezőtlen hatást. Ezért a tisztatéri munkavállalóknak és látogatóknak speciális védőfelszerelést kell viselniük: a fejüket és különösen a hajukat sapka takarja, az arcot szemekkel, számmal és orral védőmaszk fedi, a kezekhez pormentes kesztyűt viselnek, a normál lábbelit overál vagy műszaki cipő helyettesíti, a test többi részét pedig kötény vagy laborruházat védi.

A gyártási folyamat során természetesen szintén keletkezhet szennyeződés. Amikor elektromos ívet gyújtanak, fémgőzök keletkeznek; egyidejűleg hegesztővédő gáz és formálógáz áramlik ki. A keletkező hő turbulenciát okoz az inertgáz és a környező atmoszféra között, ami további részecskekibocsátáshoz vezet.

A nyitott ívvel kapcsolatos problémákat azonban el lehet kerülni. Zárt WIG-ívgépi hegesztőfejek eredetileg arra lettek kifejlesztve, hogy hatékony módon készítsék el azokat a sok hegesztési varratokat, amelyeket repülőgépek hidraulikus rendszerében kell alkalmazni. Egyszerű használat, magas termelékenység és kiváló hegesztési varratminőség voltak a fő fejlesztési célok a módszer tervezésekor, és ezeket minden esetben elérték vagy felülmúlták. Később felfedezték, hogy a zárt kamrában égő ív előnyei a tisztatér alkalmazásokban is kihasználhatók. A forró felületek, örvények, sugárzás, kontrollálatlan részecskekibocsátás – az összes nyitott ívvel kapcsolatos hátrány így kiküszöbölhető. Ma már a technika része, hogy csöveket és fittings-eket tisztatéri környezetben zárt ívgépi hegesztőfejek segítségével kötnek össze.

Az okos hegesztőállomásnak úgy kell lennie felszerelve, hogy minden, a csövek és mikrofittings összekötéséhez szükséges, megfelelő átmérőjű ívgépi fogó könnyen kezelhető legyen. A rendkívül alacsony súly lehetővé teszi, hogy a gépet emelőeszközök nélkül mozgassák, ez pedig hozzájárul a tisztatér tisztaságának megőrzéséhez. A kezelőelemeknek hozzáférhetőnek kell lenniük függetlenül, így a helyük könnyen elhelyezhető a munkaasztal vagy a munkahely alá. A hűtőegységek, amelyek az üzemidő növelését és a termelékenység fokozását szolgálják, szintén függetlenül telepíthetők az áramforrástól.

Az ipar 4.0 koncepciójának egyre konkrétabb kihívásainak megfelelve az okos hegesztőállomásnak a legújabb ismereteket és fejlesztéseket kell figyelembe vennie a digitalizáció, hálózatba kapcsolhatóság, adatcsere és nyomonkövethetőség terén. Ez vonatkozik mind az áramforrás és a többi perifériás komponens közötti belső adatátvitelre, mind a vállalati hálózattal való kommunikációra. Különösen az OPC-UA protokollt kell megemlíteni, amely a tökéletes interfész az ipar 4.0 alkalmazásaihoz.

A tisztatérben dolgozó emberek számos szempontból erősen korlátozottak. Gyors mozgások tilosak, a látómezőt maszk szűkíti, és a tapintási érzék valamint a finom motorika a kötelező kesztyűk miatt csökken. Mielőtt egy tapasztalt hegesztő elindítaná a hegesztési ciklust, rutinszerűen „átellenőrzi”, hogy minden szükséges előkészület megtörtént-e, és a felszerelés hegesztésre kész-e. Tisztatéri körülmények között ez a folyamat a lehető legegyszerűbben kell, hogy történjen. Egy vezeték nélküli vagy kábeles vonalkód-olvasóval beolvashatja a munkaruháján található QR-kódot, így azonosítva magát, ugyanígy feloldhatja a hegesztőfogót, a védőgázt és a munkadarabot a rendszerben. A megfelelő hegesztőprogram ezután a tabletjén jelenik meg, további adatbevitelt pedig kesztyűben is elvégezhet.

A hegesztés előkészítése két lépésben történik: a munkadarab rögzítése a rögzítőegységben (vagy a csőnél a rögzítőegység segítségével, ha a helyszínen hegesztenek), valamint a hegesztőfogó motorral, hajtóművel, ellátócsövekkel való csatlakoztatása.

Itt jelennek meg a hegesztési paraméterek aktuális értékei, mint például az áram vagy az ív feszültsége. Ezek az adatok a vállalati hálózaton keresztül továbbítódnak egy felügyeleti rendszerbe, ahol elemzésre és felhasználásra kerülnek, például a gáz-, cső- és fittings-készlet kezelésében vagy a termelékenység kiszámításában. Végül a kezelő vizuálisan ellenőrzi a hegesztett varratot, jóváhagyja, majd folytatja a következő gyártási ciklussal.

Összefoglalva elmondható, hogy a Polysoude cég a tisztatéri iparággal való szoros együttműködés révén sikeresen alakította ki az adott alkalmazásokhoz szükséges hegesztőberendezéseket, amelyek minden szempontból megfelelnek a kezelés, részecskekibocsátás, kezelőbarát kialakítás, személyzet biztonsága és a hegesztési varrat minősége terén támasztott követelményeknek.