Управление производством

Как сварить из «цифры» что-то годное: рецепт от экспертов

Промышленная сварка – один из главных двигателей производства. Российское предпринимательское сообщество долгое время наблюдало за изменениями в зарубежных компаниях, присматривая наиболее приемлемые и эффективные методики внедрения Индустрии 4.0 на собственных промпредприятиях. Безусловно, традиционные виды сварки продолжат применяться в массовом производстве. Но поскольку времена весьма переменчивы, на смену чему-то уже давно устоявшемуся обязательно приходит более амбициозное производственное решение. «Варим швы цифрой» – можем ли мы уже сегодня считать это выражение промышленным лозунгом современности?
26 июля 2021

Заварить по ГОСТу

В современной отечественной промышленности для увеличения производительности широко применяются такие виды сварки, как полуавтоматическая в среде защитных газов и автоматическая под флюсом, при которой станы сами подают проволоку и самостоятельно движутся при ведении сварки. Преимущества данных методов заключаются в том, что некоторые функции контроля процесса сплавления поверхностей передаются от человека машине. При полуавтоматическом методе сварочный аппарат самостоятельно с заданной скоростью подает сварочную проволоку в зону «сплавки». А при автоматическом методе еще и самостоятельно контролирует саму скорость данного процесса. В таком случае от человека требуется лишь внимательно следить за ходом работы и при необходимости корректировать режимы сварки.

Руководитель технического отдела «Кемппи Россия» Михаил Павленко уверен, что аргонодуговая сварка (АДС) считается таким же распространенным методом работы, способным создать качественный шов. Особенно важные соединения, а также с повышенными требованиями к визуально–измерительной оценке чаще всего создаются именно АДС. Она позволяет оказывать максимальное влияние на сварочную дугу и контролировать ее в процессе своей непосредственной деятельности. Такой метод применяют во время работы с трубопроводами компрессорных станций и с обвязками силовых агрегатов на судостроении. Помимо этого, применение данного вида сварки возможно и в штучном производстве, это, например, выхлопные системы автомобилей и рамы спортивных велосипедов и гоночных болидов F1.

По словам Михаила Павленко, несмотря на тенденции современности, та же ручная дуговая сварка (РДС) все еще остается достаточно востребованной, но это в большей степени обуславливается большим количеством специалистов, обладающих опытом работы в сложных условиях транспортировки и хранения защитного газа, требуемого для других способов работы. В полевых условиях во время монтажа трубопровода не всегда можно обеспечить сварочный участок газом, в таких ситуациях в работе применяют РДС.

сварка промышленный

Руководитель направления по роботизации компании TECHNORED, специализирующейся на разработке и производстве коллаборативных роботов, Михаил Микушин считает, что в настоящее время наиболее часто применяемым способом является механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа. Этот способ вытеснил привычную РДС, к его преимуществам можно отнести удобность в освоении, производительность более чем в три раза. Как отмечается, в этом направлении наблюдается значительный прогресс в развитии сварочного оборудования.

Можно сказать, что технологии автоматизированной и роботизированной сварок являются наиболее перспективными. Они позволяют ускорить темп работы и минимизировать риски получения брака в работе. При этом к обслуживающему персоналу предъявляются повышенные требования. Оператор-сварщик контролирует этот процесс и корректирует режим. По мнению главного сварщика ООО «Венталл» Евгения Грибова, сегодня роботизация сварки для его компании является неактуальной. На что есть весомая причина – предприятие не производит однотипные детали в большом количестве. Оно работает по собственным чертежам, в которых каждый элемент считается уникальным изделием. Автоматизация в основном необходима для сварки самой конструкции «тела» балки, а все остальные процессы: обварка, установка фланцев, ребер – по-своему уникальны.

Михаил Микушин думает, что многообещающая технология – это как раз лазерная сварка (ЛС). Одной из причин является то, что данное оборудование стало доступнее по цене. Ранее этот вид сварки хорошо зарекомендовал себя в сложных задачах при работе с титаном и со специальными сплавами. Применение такого способа в процессе создания гражданской продукции и металлоконструкций встречается все чаще. Например, в строительстве, в производстве телескопических стрел грузоподъемного оборудования. Получается, что теперь дело за малым – остается только разработать ГОСТы для ЛС и можно будет говорить о новом технологическом буме. Михаил Павленко поддерживает коллегу «по цеху» в том, что на сегодняшний день одной из наиболее подающих надежды технологий является ГЛС (гибридная лазерная сварка) и СсПУСД (сварка с программным управлением сварочной дуги). Как отмечается, эти методы позволяют упростить подготовку сварщиков или обеспечить полноценное создание изделия методом печати. Управляемая система переноса капель расплавленного металла при дуговой сварке способствует уменьшению тепловложения или изменяет форму изгиба при помощи программных методов, добиваясь идеального образца для решения конкретных задач. Теперь монтаж стыковых соединений с формированием обратного валика уже не является такой сложной задачей, как ранее.

Инновационный бум

Советские сварочные трансформаторы до сих пор исправно служат на благо производства, при этом по многим параметрам уступая современных аппаратам. На предприятиях они встречаются довольно часто, и хоть они исправно работают, все большее число производственников понимает, что современные инверторные технологии позволяют более эффективно использовать энергию, ресурсы и получать больше швов за одну единицу времени. При тщательном сравнении таких показателей, как производительность, линейная скорость, разбрызгивание проволоки, дополнительные работы, связанные с зачисткой швов, становится ясно, что со временем все сварочные трансформаторы будут заменены.

– Современные аппараты, как и новейшие автомобили позволяют специалисту проводить сварочные работы в более комфортных условиях, поскольку автоматика аппарата обеспечивает плавность регулировки тока и напряжения сварки, поддерживает стабильность горения дуги и скорости подачи проволоки. Другими словами, позволяет работнику практически с любой квалификацией вести качественную сварку. Традиционные виды пока что никуда не исчезнут, инновации требуют больших финансовых и трудозатрат, что тормозит их появление на производстве. Со временем роботизация неизбежно возглавит производственный процесс, но путь к вершине займет некоторое время. К примеру, наша компания уже сотрудничает с мировыми лидерами сварочного оборудования – Kemppi, Fronius. Мы стараемся идти в ногу со временем и постоянно обновляем парк оборудования, – уверяет главный сварщик ООО «Венталл» Евгений Грибов.

– Нет никаких сомнений, что для современного производства нерационально использовать архаичное, хоть и надежное промышленное оснащение. В большинстве случаев речь идет далеко не о технических характеристиках, а, скорее, о конкуренции между производствами. Новое оборудование может значительно увеличить продуктивность деятельности предприятия, сократить издержки и затраты на ремонт и обслуживание. Есть масса примеров успешного переоснащения предприятий, которые смогли добиться увеличения производительности благодаря применению новых технологий. Так замена РДС на полуавтоматическую монтажную работу потенциально способна повысить производительность на 30%, – считает руководитель технического отдела «Кемппи Россия» Михаил Павленко.

Подобные истории – не редкость, ведь цифровое управление сваркой позволяет значительно сэкономить время на координацию технологического процесса соединения металлических элементов. В случае компании, располагающей 25 сварщиками, каждый из которых имеет в среднем 5 квалификаций, один рабочий год в общей сложности будет равняться 250 продлениям квалификации. Этот процесс однозначно займет много времени, если профессиональные свидетельства станут обрабатываться вручную. Когда разряды сварщиков станут регулироваться и существовать в цифровом виде, тогда все сертификаты специалистов, срок действия которых в ближайшее время истекает, можно будет продлить мгновенно с помощью всего лишь нескольких щелчков мышью компьютера. Задача, которая раньше занимала как минимум несколько минут, теперь на нее тратится всего несколько секунд.

сварка промышленный

В целом, цифровые источники питания позволяют упростить жизнь специалиста, повысив его эффективность, что в принципе является неоспоримым фактом. С применением технологий Индустрии 4.0 рабочий процесс протекает гораздо легче и увереннее, поскольку человеку физически сложно осуществить такой контроль над сварочной ванной и тепловложением, что является исключительно вычислительной задачей. Расчет погонной энергии не должен быть трудным. К примеру, новый аппарат Kemppi для сварки MIG/ MAG упрощает данную функцию. Также в X8 MiG Welder измеряется напряжение дуги непосредственно на контактном наконечнике, чтобы исключить потери напряжения. Он рассчитывает одномоментную мощность в соответствии со стандартами и имеет частоту дискретизации до 20 000 Гц. Аппарат также способен определять скорость процесса сплавления деталей. Когда после завершения работы специалист указывает длину сварного шва, он автоматически отображает эффективное тепловложение.

Специалисты по швам

Сегодня в автоматизированных сварочных системах роль человека минимальна. Роботизированные промышленные линии стали гораздо чаще появляться на производствах. Мобильные или стационарные сварочные аппараты теперь незаменимые работники. «Цифровые» сотрудники могут составить конкуренцию, но, как считают эксперты, вряд ли это случится в ближайшие годы.

Автоматизированная (АС) и роботизированная системы (РС) заменяют человека пока лишь в физическом плане, а контроль за результатом так и остается на нем. Для выполнения качественного соединения АС позволяет использовать выбранный режим сварки в стабильном диапазоне работы, но в случае изменения условий «труда» необходима их корректировка, чем, собственно, и занимается «природный интеллект».

сварка промышленный

– Я рад, что на заводах появляется все больше и больше роботов, специальных автоматических установок, так как процесс сварки является не только одним из самых трудоемких, но и вредных. Да у автоматов («цифровых работников») есть свои преимущества и недостатки. Одним из главных плюсов после внедрения роботов является постоянство качества выпускаемой продукции. Пользователь роботизированной установки может быть уверен, что он выпустит продукцию в срок и ему не придется краснеть перед заказчиком. Из минусов можно отметить сложности переналадки и настройки для выполнения новых задач. Но и для этих целей сейчас есть решения, например, на базе коллаборативных роботов, успешным внедрением которых занимается наша компания, – говорит руководитель направления по роботизации компании TECHNORED, специализирующейся на разработке и производстве коллаборативных роботов Михаил Микушин.

Известно, что в понятие «варим швы цифрой» входит сбор большого количества данных и их анализ для более рационального использования ресурсов. В сварочной отрасли этот вопрос стоит довольно остро, уже даже есть готовые решения. Разработана система, в которой специалист проводит авторизацию на аппарате, а мастер удаленно контролирует параметры и выдает технологическую карту с «паспортом изделия», в котором конечный клиент может увидеть все параметры, где был выполнен сварной шов. По мнению Михаила Микушина, к сожалению, в России примеров внедрения полноценного цифрового сварочного производства пока нет.

– Можно сказать, что уже сегодня мы, промышленники, «варим швы цифрой», но при этом говорить, что «цифра варит швы» нельзя, поскольку определенный отрезок времени это выражение все еще будет считаться голословным. К примеру, разработанные технологии по роботизации процесса сварки для нашей компании пока что нерентабельны. Отмечу, что сейчас «Венталлу» гораздо интереснее приобретение более мощного программного обеспечения. С приходом инноваций на производство может сложиться впечатление, что человек стремительно становится лишним, а это в действительности далеко не так. Ведь с увеличением сложности автоматики для успешного владения «незнакомой» техникой специалист должен обучиться и повысить профессиональную квалификацию. Это, на мой взгляд, самый оптимальный путь к равноправию между технологическим и человеческим факторами. Прогресс должен быть во всем – это залог развития промышленности, – считает главный сварщик ООО «Венталл» Евгений Грибов.

Теги: