La preparació de la soldadura és un dels passos que requereix més mà d'obra en la fabricació pesada. Les peces es tallen en quadrat i després es traslladen a una rectificadora, una biselada o una estació de fresat perquè les vores puguin rebre una soldadura de penetració completa. Cada moviment afegeix temps de manipulació i una possibilitat d'error. El tall amb bisell làser té plecs que s'integren en el tall en si, motiu pel qual els fabricants d'acer estructural, recipients a pressió i equips pesants l'estan adoptant.
Tipus de bisell: V, Y, X i K
Les 4 formes de bisell comunes reben el nom del perfil que deixen a la vora. La correcta depèn del gruix de la placa, de si la unió es pot soldar des d'un costat o des dels dos i del que requereix el procediment de soldadura.
| Tipus de bisell | geometria | Ús típic | Soldadura lateral | Mesurament |
|---|---|---|---|---|
| V (o A) | Un tall en angle a través de tot el gruix; A és el mateix tall des de la part inferior | Placa fina a mitjana soldada per un costat | Un costat | Angle de bisell, comprovat amb un calibre de transportador |
| Y | Tall angular amb una superfície vertical recta (cara de l'arrel) a la part inferior | Soldadures de penetració completa on l'arrel necessita suport | Un costat | Terra h8 i angle de bisell |
| X | 2 talls angulats, superior i inferior, que es troben al mig | Placa més gruixuda soldada per ambdós costats per reduir la distorsió i el farciment | Ambdós costats | Angles superior i inferior i el seu punt de trobada |
| K | Bisells superior i inferior amb una superfície vertical entre ells | Placa gruixuda que necessita soldadures a banda i banda amb una arrel definida | Ambdós costats | Tots dos angles més l'alçada del terreny |
Unes quantes regles pràctiques guien l'elecció:
⦿ Els bisells en V i Y d'una sola cara són adequats per a unions a les quals només es pot accedir des d'un costat o per a plaques més primes on una passada omple la ranura.
Els bisells X i K de doble cara utilitzen menys metall d'aportació en plaques gruixudes i equilibren la distorsió, perquè la calor entra per les dues cares.
⦿ Una franja, com en els bisells Y i K, dóna a la passada d'arrel alguna cosa contra la qual fusionar-se i redueix la cremada.
Els angles de bisell per a la preparació de la soldadura solen oscil·lar entre 20 i 45 graus, amb una opció freqüent de 30 a 37.5 graus.
La geometria de la ranura per al treball del codi la defineix l'especificació del procediment de soldadura, no la màquina de tall. Programeu sempre els bisells perquè coincideixin amb el procediment per al qual estan qualificats els vostres soldadors i confirmeu si el codi aplicable requereix que les superfícies tallades tèrmicament es netegin abans de soldar.
Com 3D Treball amb capçals bisellats
Un capçal làser estàndard talla recte cap avall. Un capçal bisellat afegeix 2 eixos rotatius que inclinen i giren el broquet, de manera que el feix pot entrar al material en angle mentre la màquina segueix el contorn de la peça. Combinat amb el moviment habitual X, Y i Z, això dóna 5 eixos de moviment, motiu pel qual aquests sistemes sovint es descriuen com 3D o tall en bisell làser de 5 eixos.
El programari de control coordina els 5 eixos de manera que la boquilla manté l'angle correcte i la distància de separació al voltant de les cantonades i les corbes. Els bons sistemes també calibren el punt central de l'eina automàticament, perquè un petit error en la geometria del capçal es converteix en un error visible en l'angle de bisell i aterra. Els capçals de bisell de les màquines actuals solen cobrir ±45 graus, i alguns s'estenen lleugerament més enllà.
Per què els límits de gruix són més baixos en el bisellatge
Un tall en angle travessa més metall que un de recte. La longitud efectiva del tall és igual al gruix de la placa dividit pel cosinus de l'angle del bisell:
A 30 graus, la biga talla aproximadament 1.15 vegades el gruix de la placa.
A 45 graus, talla aproximadament 1.41 vegades el gruix de la placa, de manera que una placa de 20 mm es comporta com aproximadament 28 mm.
És per això que un capçal de bisell publicat qualifica el bisell directe fins a uns 35 a 40 mm depenent de l'angle, però només uns 28 mm per a un bisell complet de 45 graus. Una potència làser més alta amplia aquests límits, i els tallers que bisellen xapa gruixuda solen triar... màquines de tall làser de fibra d'alta resistència amb la rigidesa del marc per mantenir la precisió del bisell en plaques grans.
Programació i imbricació de peces bisellades
Les peces amb bisell necessiten una mica més de planificació que les peces de tall recte. Com que la biga surt de la superfície superior en angle, el tall a la part inferior es troba desplaçat respecte al contorn superior, de manera que les peces necessiten més espai al niu i el tall de línia comuna normalment es fa fora de la taula. Les entrades i el maneig de les cantonades també canvien, ja que el capçal s'ha de reorientar a les cantonades afilades sense fer ranurar el bisell.
La majoria de controls compatibles amb bisell permeten al programador assignar un tipus de bisell, un angle i una superfície a cada vora d'una peça, i mantenir les vores rectes de la mateixa peça verticals. Aquest enfocament mixt és el que permet que una sola placa base surti de la taula amb costats quadrats, vores de soldadura bisellades i forats de cargols en un sol programa.
Làser vs Plasma vs Fresat per a bisells
El làser no és l'única manera de bisellar. Els capçals de bisell de plasma s'han utilitzat en xapa gruixuda durant anys, i les fresadores o les màquines de bisellatge de vores dedicades continuen sent la referència per a la precisió. Cadascuna té el seu lloc:
| Factor | Bisell làser | Bisell de plasma | mòlta | Mesurament |
|---|---|---|---|---|
| Precisió del bisell | Alt; tall petit i control d'angle ajustat | Bé, amb un tall més ample i més variació d'angle | Superfície mecanitzada més alta | Angle i desviació del terreny a través d'un lot |
| Zona afectada per la calor | petit | larger | cap | Amplada de la zona afectada per l'aire (HAZ) en una mostra seccionada |
| Interval de gruix | Millor fins a uns 25 a 40 mm, menys a 45 graus | S'estén cap a una placa més pesada | Qualsevol gruix, lentament | Gruix màxim al vostre angle de bisell |
| Passos del procés | Tallar i bisellar en una sola operació | Tallar i bisellar en una sola operació | Operació separada després del tall | Passos de manipulació per peça |
| Cost de capital | El més alt | Baixeu | Moderat per màquina | Cost d'instal·lació en comparació amb la mà d'obra estalviada |
Els fabricants sovint plantegen la qüestió de manera senzilla: si cada bisell encara ha d'anar a la rectificadora abans que el soldador l'accepti, el capçal del bisell no s'ha amortitzat. Els bisells làser solen guanyar on l'angle i la consistència del terreny importen, perquè un ajust ajustat redueix el metall d'aportació i les soldadures de reparació. Les proves en acer estructural de 12 mm han demostrat que els bisells tallats amb làser produeixen una zona afectada per la calor més petita que altres processos tèrmics, cosa que va ajudar a la soldadura acabada.
El plasma continua sent l'opció pràctica per a plaques molt gruixudes i treballs estructurals més rugosos, tal com es descriu a la descripció general de Màquines de tall per làser vs. màquines de tall per plasmaEl fresat encara té sentit per a les toleràncies més ajustades o per a peces que s'han de mecanitzar de totes maneres. Per a la majoria de preparacions de soldadura de plaques mitjanes, un capçal de bisell làser ara cobreix la feina en una sola passada.
La qualitat del tall en bisells requereix una mirada lleugerament diferent que en talls rectes. L'escòria tendeix a acumular-se al costat inferior i agut d'un tall angular, i la superfície dels bisells Y i K ha de mantenir-se quadrada i a la mida adequada perquè la passada d'arrel funcioni. L'elecció del broquet, la pressió del gas i la velocitat de tall s'ajusten per angle, i les bones màquines emmagatzemen aquests paràmetres en una biblioteca de processos de bisell perquè els operadors no comencin de zero en cada treball.
Bisellat de xapa i placa vs. bisellat de tubs
Bisellat de plaques
En una placa plana, el capçal de bisell segueix el contorn de la peça a través de la llitera. Els rangs de treball típics indicats per al bisell de plaques van d'uns 8 a 40 mm en acer suau, de 6 a 25 mm en acer inoxidable i de 6 a 20 mm en alumini, depenent de la potència del làser i l'angle de bisell. Peces com ara brides, carteres, plaques base i seccions de carcassa de recipients a pressió surten de la taula amb les vores soldades ja formades. Els tallers que tallen aquest tipus de acer estructural i de xapa veure l'estalvi laboral més clar.
Bisellatge de tubs i canonades
El bisellatge de tubs afegeix rotació a l'equació. El tub gira en mandrils mentre el capçal s'inclina, de manera que la màquina pot tallar bisells d'extrem, unions de sella i perfils de boca de peix on un tub es troba amb un altre. Les gammes típiques de bisell de tubs cobreixen diàmetres d'uns 20 a 220 mm amb un gruix de paret de fins a aproximadament 8 mm, i més grans en màquines més grans. A 3D màquina de tall de bisell làser de tubs gestiona aquestes unions en una sola configuració, que substitueix el marcatge manual, el serrat i el polit que normalment es necessiten per al muntatge de canonades i marcs.
El treball amb tubs també necessita un bon suport. Els dissenys de mandril múltiple i els suports de seguidor eviten que els tubs llargs s'enfonsin o es moguin mentre giren, cosa que importa més quan el capçal està inclinat. Els tallers que tallen tubs sense bisells avui dia sovint comencen amb un màquina de tall de tubs làser de fibra i passar a un model de bisell un cop la preparació de la soldadura es converteixi en el coll d'ampolla. Les peces conformades o tridimensionals que necessiten retallar, així com bisellar, són una feina per a 3D màquines robòtiques de tall per làser de fibra.
On el tall en bisell val la pena
⦿ Acer estructural: plaques base, carteres i plaques de connexió amb preparacions de soldadura tallades en una sola passada.
⦿ Recipients i tancs a pressió: preparacions de carcassa i broquet on una geometria de ranura consistent permet procediments qualificats.
⦿ Equipament pesat: xassís i plomes amb moltes soldadures de xapa gruixuda i números de peça repetits.
⦿ Fabricació de canonades i marcs: bisells d'extrems de tubs i unions de sella que d'altra manera necessitarien un disseny i un polit manuals.
El fil conductor és el volum de les unions soldades. Com més bisells rectifica un taller a mà cada setmana, més ràpid retorna el treball un capçal de bisell. Els bisells consistents també faciliten el següent pas, tant si les peces van a soldadors manuals, robots o... màquines de soldadura làser que depenen d'un ajustament ajustat.
Una estimació senzilla de la mà d'obra
Considereu un taller il·lustratiu que rectifica preparacions de soldadura en 200 peces a la setmana a uns deu minuts per peça. Això són més de 30 hores de rectificat cada setmana, abans de tornar a treballar en bisells que surten desiguals. Si un capçal de bisell mou la majoria d'aquestes peces a la taula de tall, les hores estalviades són properes a una posició a temps complet i els bisells restants arriben de manera més consistent per als soldadors. Substituïu el recompte de peces i els minuts per les vostres pròpies xifres per veure on arriba la recuperació.
Llista de comprovació de tall en bisell
✔ Enumereu els tipus de bisell, els angles i les altures de superfície que especifiquen els vostres procediments de soldadura.
✔ Compareu les peces bisellades més gruixudes amb el gruix nominal de la màquina a l'angle més pronunciat.
✔ Mesureu quantes hores a la setmana es dediquen avui a la polidura o el fresat de preparacions de soldadura.
✔ Confirmeu el calibratge automàtic del capçal i la programació del bisell al programari de control.
✔ Retalleu cupons de prova i feu que es comprovin amb el vostre procediment abans de passar a la producció.
Tallar bisells llestos per soldar en una sola passada
Vegeu les especificacions, el rang de bisell i la capacitat del tub 3D màquina de tall de bisell làser de tubsi obtingueu un pressupost gratuït basat en les mides dels tubs, els gruixos de les plaques i els requisits de preparació de la soldadura.
