Valk Welding: Nieuws

Wie straks op Metapro op zoek wil naar een geschikt lasapparaat, wacht een moeilijke opdracht. Niet dat er geen performante apparatuur te vinden zal zijn, integendeel. Maar door de elektronica is het aanbod aan technieken, processen en specifieke functies de laatste jaren zodanig toegenomen dat het moeilijk geworden is om de aangeboden apparaten met elkaar te vergelijken.

De kern van die elektronica is de invertortechnologie die de klassieke zware transformator in een stroombron vervangen heeft. Deze technologie maakt het mogelijk om het stroomprofiel aan te passen, zodanig dat men bij wisselstroom niet langer afhankelijk is van de netfrequentie en dat er met blokgolven gewerkt kan worden wat een precieze controle van het lasproces mogelijk maakt. Hiermee is ook het aantal lasparameters waarmee gespeeld kan worden om tot een optimaal resultaat te komen, enorm toegenomen. Een tweede luik van de elektronica is dan ook dat er sturingen in de stroombronnen ingebouwd worden om al deze parameters te beheren. Concreet krijgt de lasser hierdoor een aantal programma’s aangeboden waaruit hij een keuze kan maken voor een bepaalde applicatie (materiaal, geometrie, dikte, …). Leveranciers wijzen erop dat deze evolutie tegemoetkomt aan de problematiek dat bedrijven het alsmaar moeilijker hebben om goed opgeleide en ervaren lassers te vinden. Met de moderne stroombronnen worden gebruikers daar minder afhankelijk van aangezien de noodzakelijke ervaring nu voor een groot deel in de machine zelf zit. En dus is de vraag bij de selectie van een nieuwe machine: welk apparaat kent mijn toepassing?

Het antwoord op deze vraag valt niet altijd eenvoudig af te leiden uit de documentatie van leveranciers, omdat de aangeboden features moeilijk met elkaar te vergelijken zijn. Uiteraard zijn het doorgaans variaties op een zelfde thema maar ze hebben allemaal hun specifieke aanpak en benaming, ook omdat iedereen zijn eigen vindingen met patenten afschermt. Neem bijvoorbeeld de vele variaties die er bestaan op het pulserend lassen. Doorgaans hebben die alle hetzelfde effect, namelijk dat men de lasboog en de toevoer van materiaal beter kan beheersen en dat de warmte-in-breng en spatvorming beperkt wordt. Maar ze doen dit alle op een manier, waarbij kleine verschillen het ene apparaat toch geschikter maken voor een bepaalde toepassing dan een ander.

 
Valk Welding presenteert de nieuwe Tawers robot van Panasonic.

Een andere trend die de laatste tijd heel opvallend is, is dat fabrikanten van lasapparaten veel aandacht besteden aan het design van hun toestellen. Op de recentste editie van Schweissen & Schneiden, vorig jaar in Essen, werd op een aantal stands zelfs uitdrukkelijk verwezen naar het ontwerpbureau dat men onder de arm had genomen en werden er referenties van dat bureau in bijvoorbeeld de consumentenelektronica opgegeven om aan te tonen hoe trendy het wel is. De filosofie hierachter is dat de behuizing moet uitstralen hoe modern en geavanceerd de elektronica en computersturingen zijn. Maar er is ook een aspect ergonomie mee gemoeid waarbij leveranciers en ontwerpbureaus onderzocht hebben hoe lassers in de praktijk met hun machine omgaan en hoe een interface opgebouwd moet worden om gebruiksvriendelijk te zijn. Onrechtstreeks zou men met deze trend ook een positieve bijdrage kunnen leveren aan de zoektocht naar goede lassers. Want om meer mensen warm te maken voor dit beroep, moet er wat gedaan worden aan het imago van “vuil en ongezond” dat toch nog altijd wat aan de laswereld kleeft.

Pulserend lassen
Het domein bij uitstek voor variaties in lastechniek, is het pulserend lassen. In zijn meest eenvoudige vorm wordt er bij MIG/MAG lassen een spanningsprofiel met pulsen aangelegd om per puls een druppel toevoegmateriaal neer te slaan. Het probleem hierbij is echter dat men bij het booglassen de boog in stand moet weten te houden en dat men bij kortsluitingen moet vermijden dat de plotse stroompieken aanleiding geven tot spatten. Daarvoor zijn er tal van variaties die alle gebruikmaken van de invertortechnologie om de vorm van de pulsen aan te passen. Ook bij TIG lassen wordt pulserend lassen veelvuldig toegepast. Hier kan het pulseren gesynchroniseerd worden met de aanvoer van lasdraad zodat ook hier een druppel materiaal per puls toegevoegd kan worden.

Variaties hebben bijvoorbeeld te maken met de spanningshoogte van de pulsen en de “grondspanning” die tussen de pulsen aangelegd kan worden. Een andere variatie is te werken met kleine tussenpulsen die gegeven worden zodra de boogspanning te laag wordt. Een andere factor is de helling van de pulsen. Deze houdt men bij voorkeur niet te steil zodat er geen stroompieken ontstaan bij kortsluitingen, die spatten veroorzaken. Een mogelijkheid is te werken met twee hellingen waarbij de helling in de opbouw van de puls op zeker moment vermindert om spatvorming tegen te gaan. Sommige stroombronnen maken ook gebruik van twee pulsregimes, een aan lage en een aan hoge frequentie, die elkaar afwisselen. Het komt er daarbij op neer dat men periodes met goede inbranding laat afwisselen met periodes waarin het materiaal gedeeltelijk kan afkoelen. Een functie die op praktisch alle stroombronnen aangeboden wordt, is hoogfrequente ontlading, wat een efficiënte methode is om bij aanvang van een puls de lasboog te ontsteken. Voorbeelden van elektronische stroombronnen die op Metapro getoond zullen worden zijn de Genesis 1700 TLH van Selco op de stand van Welda en de Sigma en Pi stroombronnen van Migatronic op de stand van CBL Welding. Alle maken ze gebruik van invertor technologie om verschillende regimes van pulserend lassen mogelijk te maken. Daarnaast zijn er nog bijkomende functies zoals de Re-start bij Genesis waarbij het stroomprofiel aangepast wordt indien geen boog tot stand gebracht werd en de Dynamische Oxide Control bij de Pi machines die gebruikt wordt om rond de lasnaad een reinigingszone te creëren bij het lassen van aluminium. Een nieuwe trend is ook het voorzien van interfaces zoals CAN-bus bij de stroombron van Selco waarmee de parameters van op afstand toegankelijk worden. Dit is met name interessant in mechanisatie projecten waarbij men de aandrijving van de mechanisatie moet synchroniseren met het lasproces.

 

Wisselstroom in Blokvorm
De mogelijkheid om de vorm van pulsen aan te passen wordt ook gebruikt bij wisselstroomlassen. Deze technologie is interessant bij het lassen van aluminium omdat men telkens wanneer de elektrode prositief wordt, een effect krijgt waarbij de oxidelaag op het aluminium opgelost wordt: het zogenaamd reinigend effect. Dat reinigend effect is nuttig omdat de oxidelaag een veel hoger smeltpunt heeft dan het aluminium zelf en men dus minder warmte moet inbrengen als deze laag op voorhand verwijderd kan worden. Dat kan ook met een chemische behandeling, maar dat vergt dan weer een extra behandeling. Het elektrisch verwijderen is daarom het meest aangewezen en maakt gebruik van het feit dat bij een positieve elektrode elektonen uit de oxidelaag “weggehaald”worden waardoor deze afbreekt. Het nadeel van wisselstrromlassen is echter dat de spanning telkens door het nulpunt moet en dat daarbij telkens een nieuwe boog ontstoken moet worden. Om dit proces beter te kunnen controleren maakt men gebruik van de invertortechnologie om het spanningsverloop van de wisselstroom blokvormig te maken. Men krijgt hierdoor een pulsvorm met ook negatieve pulsen, waarbij dus dat reinigend effect optreedt. Vervolgens zijn hier weer tal van variaties mogelijk waarbij de vorm, lengte en frequentie van de pulsen aangepast kan worden in functie van specifieke toepassing. Een specifieke uitdaging bij het lassen van aluminium is het beperken van de warmte-inbreng, aangezien aluminium een goede geleider is van warmte. Negatieve pulsen hebben in dit verband een afkoelend effect en de warmte-inbreng kan verder beperkt worden door te spelen met de lengte van de pulsen.

Robotisering
Op het vlak van robotisering toont Valk Welding op zijn stand de nieuwe Tawers robot van Panasonic, die vorig jaar voor het eerst voorgesteld werd op Schweissen & Schneiden. Tawers staat voor The Arc Welding Robot System, en is een robot die specifiek als lasrobot ontwikkeld werd. Dit vertaalt zich in het feit dat de stroombron voor het lassen en de aansturing van de robot één geheel vormen. Daardoor kunnen beide ook meteen op elkaar inspelen en kan de afstand tussen elektrode en werkstuk bijvoorbeeld automatisch en in realtime bijgestuurd worden in functie van de spanning over de lasboog, wat een methode oplevert om de lasnaad precies te volgen. Ook hier worden weer enkele nieuwe lasmethodes geïntroduceerd die als varianten op het pulserend lassen beschouwd kunnen worden. Zo is er een methode waarbij de stroom elektronisch beperkt wordt op het moment dat zich een kortsluiting voordoet, wat zich vertaalt in een puls in het profiel en het risico op spatten verkleint.

Thomas Welding, gespecialiseerd in apparatuur voor het stiftlassen, presenteert op Metapro een robottoepassing die recent voor een Belgische klant ontwikkeld werd. Voor deze toepassing werd voor de robottechnologie samengewerkt met Valk Welding dat een Panasonic robot leverde. Het stiftlassen zelf gebeurt met een laskop die gebruik maakt van capacitieve ontlading, waarbij elke ontlading voldoende energie levert voor het booglassen van één stud. Deze studs worden automatisch toegevoerd zodat de robot de ene na de andere kan oplassen.

De toepassing illustreert vrij goed waarom robots aan belang winnen bij het automatiseren van lasprocessen, en dit ten koste van traditionele mechanisatie. Met een robot is het immers eenvoudiger om met productvariaties om te gaan omdat men ze relatief eenvoudig kan parametriseren terwijl dit anders vaak ook mechanische aanpassingen vergt. En in dit geval heeft de robot als voordeel dat men er ook andere lasprocessen mee kan realiseren op voorwaarde dat de laskop vervangen worden door bijvoorbeeld een TIG pistool.