Společnost Fronius podrobila osvědčený proces pulzního svařování dalšímu vývoji a tím ještě dále zvětšila – v porovnání s konvenčním procesem obloukového svařování – technický náskok v parametrech kvalita svarového spoje, odtavný výkon a tepelné zatížení. Funkce, jako jsou stabilizátor průvaru a stabilizátor délky oblouku, které jsou poprvé k dispozici, stejně tak jako vylepšené dosavadní funkce, zajišťují větší míru kontroly nad pulzním obloukem. Pro uživatele to neznamená pouze to, že se při svařování ocele, hliníku a chromniklu v ochranné atmosféře jen sotva kdy objeví rozstřik, ale znamená to také záruku kontinuálně stabilního průvaru, sníženého výskytu zápalů a možnost svařovat rychleji a hospodárněji než kdykoliv předtím. Stabilizátor průvaru patří k vynikajícím inovacím, které nová charakteristika pulzního obloukového svařování PMC (Pulse Multi Control) společnosti Fronius nabízí. Tento stabilizátor automaticky udržuje při změnách výletu drátu (obr. 1) průvar na stabilní hloubce. V případě běžných MIG/MAG přístrojů bez stabilizátoru průvaru klesá s rostoucí délkou výletu drátu svařovací proud a tím také svařovací výkon (přičemž napětí zůstává na stejné úrovni). Důsledek: příliš mělký průvar může mít za následek vznik svarových chyb. Pokud je výlet drátu příliš malý, může docházet u tenkých plechů k propálení, protože zde nadmíru naroste tlak oblouku. Výkyvům v délce výletu drátu se přitom nelze v praxi téměř vyhnout: podle toho, jak přesně vede svářeč hořák, se výlet více či méně mění. Omezená viditelnost, špatná přístupnost, vynucené polohy, případně i různé obtížné svářečské úkoly nedávají svářečovi jinou možnost než výlet drátu prodloužit. A dokonce i při robotizovaném svařování způsobují odchylky od optimální dráhy výkyvy ve výletu drátu. O další se postarají deformace způsobené svarovým teplem a výrobní tolerance. Snadnější manipulace – lepší výsledky svařovacích operací Zde sází společnost Fronius na stabilizátor průvaru, který reaguje automaticky na měnící se výlet drátu a odpovídajícím způsobem reguluje jeho posuv. Tuto funkci podporuje optimálním způsobem motor s vysokou dynamikou použitý v podavači drátu, který je součástí nejnovější platformy MIG/MAG přístrojů TPS/i. V důsledku toho se zde délka oblouku a tím také průvar udržují v širokém rozsahu na stále stejné úrovni. Hodnotu maximálních regulačních změn rychlosti posuvu drátu může uživatel v širokém rozsahu nastavovat, případně limitovat, takže i při aktivovaném stabilizátoru průvaru je vždy možno zajistit dodržení hodnot požadovaných ve svařovacích pokynech (předpisech). Stabilizátor délky oblouku pro rychlé, bezrozstřikové svařování Kromě výkyvů v délce výletu drátu (obr. 2) působí při svařování pulzním obloukem nepříznivě na stabilitu procesu rozdíly v teplotě tavné lázně nebo změny geometrie oblouku vyvolané vnějšími vlivy. Tak například dochází při nižších hodnotách teploty tavné lázně nebo změnách ve tvaru svarového spoje či svařovací rychlosti k nežádoucímu nárůstu zkratů, které destabilizují svařovací proces a vyvolávají značný rozstřik. Aby se tomuto stavu zabránilo, musí se délka oblouku, resp. svařovací napětí, upravit (v daném případě zvýšit) tak, aby docházelo pouze ke kontrolovaným zkratům, v důsledku čehož budou kapky přídavného materiálu přecházet do svarové lázně opět přímo a hladce. Konvenční MIG/MAG přístroje nabízejí proto svářečovi korekci délky oblouku, pomocí níž je možno přímo nastavovat svařovací napětí. Nevýhodou tohoto způsobu je to, že při každé změně parametrů musí svářeč korekci manuálně znovu upravovat. Manuální nastavování délky oblouku jako zbytečnost Stabilizátor délky oblouku pro přístroje TPS/i vyvinutý firmou Fronius svářeče tohoto úkolu zbavuje, protože nastavuje optimální délku oblouku automaticky. Nový algoritmus spolu s vysokou výpočetní rychlostí a velkou kapacitou paměti přístroje TPS/i zajišťuje, že zkraty probíhají vždy kontrolovatelně a napětí se rychle přizpůsobuje, v důsledku čehož se výrazně omezuje rozstřik (obr. 3). Stabilizátor délky oblouku udržuje stále krátký oblouk a zajišťuje tak hluboký průvar bez průvarových vrubů. Z toho důvodu je možno svařovat při aktivovaném stabilizátoru rychleji, z čehož profitují zejména robotem podporované aplikace. Optimální průběh odkapávání bez vlivu na měrnou energii Stabilitu pulzního oblouku a tím i sklon ke tvorbě rozstřiku je možno ovlivňovat také prostřednictvím odkapávání (uvolňování kapky). Pro tento účel existují již delší čas funkce, jako je korekce dynamiky (frekvence) pulzu, umožňující zvyšovat nebo snižovat energii pulzu tak, aby bylo dosaženo optimálního průběhu uvolňování kapky. Inženýři společnosti Fronius se i zde postarali o krok vpřed tím, že dále optimalizovali profil průběhu proudu pro odkapávání a zapojili do regulačního procesu další parametry, v důsledku čehož měrná energie zůstává – na rozdíl od dosavadních korekčních funkcí – na konstantní úrovni. Inteligentní průběh startu i zakončení Málo pomůže, že je svarový spoj po celé svojí délce kvalitně a opticky bezchybně provedený, pokud není stejně bezchybný jeho začátek a konec. Právě zde se ukazuje zvláštní náchylnost MIG/MAG svařování ke vzniku svarových vad. U konvenčních svařovacích přístrojů se na konci svarového spoje nastavuje vzdálenost elektrody cíleným odhořením drátu (burnback). Při tom se vytvoří na konci drátu kapka, která se koncovým impulzem ne vždy uvolní a při následujícím zapálení je zdrojem rozstřiku. Zapalování mimoto ztěžují i zbytky strusky na spodní straně kapky. Společnost Fronius proto využila vysokou dynamiku i reakční rychlost motoru podavače drátu v přístroji TPS/i k tomu, aby došlo na konci svaru k cílenému vytažení drátu z tavné lázně. Svařovací přístroj se kromě toho stará ještě o to, aby došlo ve správný čas také k přerušení proudu, v důsledku čehož nemůže na konci drátu vzniknout nežádoucí kapka, ani se tam nemohou usadit zbytky strusky. Při následujícím zapalování oblouku určí svařovací zdroj na základě délky poslední svařovací pauzy aktuální teplotu drátu, a pokud je drát ještě horký, sníží odpovídajícím způsobem zapalovací energii, čímž do značné míry šetří spotřební díly. Vysoká kvalita svaru od samého začátku Zejména u silnějších hliníkových plechů dochází na začátku svaru v důsledku vysoké tepelné vodivosti materiálu ke vzniku svarových chyb. Toto platí zvláště v případě, kdy se používá bezrozstřikové (resp. nízkorozstřikové) zapalování SFI (Spatter Free Ignition), protože při něm je tepelné zatížení celkově nízké. Pokud se nechceme vzdát výhod SFI zapalování, řeší se tento problém v praxi pomocí „nájezdových“ (startovacích) plechů nebo předehřevu. U mnohých obrobků (svařenců) je k těmto postupům nedostatek prostoru, nebo jsou nároky na přípravu příliš vysoké. Z toho důvodu se společnost Fronius věnovala dalšímu vývoji SFI funkce a zavedla parametr hotstart, který umožňuje svářečovi vložit do zapalovacího procesu jeden až dvě sekundy trvající interval, během kterého dojde ke zvýšení svařovacího výkonu. Tím je možno v průběhu startovací fáze zajistit natavení dostatečného množství materiálu, přičemž „zlatým hřebem“ tohoto procesu je možnost použít u přístroje TPS/i při SFI zapalování, díky preciznímu vedení drátu, standardní hořák, takže push-pull hořák zde není podmínkou. Typické šupinkování svaru jako u TIG (WIG) svařování Při svařování hliníku zaměřeném i na efektní vzhled se osvědčila funkce, kterou označuje společnost Fronius jako SynchroPuls a která spočívá v automaticky probíhajícím přepínání mezi vysokou a nízkou úrovní výkonu, přičemž frekvenci tohoto přepínání je možno nastavit. Zatímco ve fázi vysokého proudu dochází ke spolehlivému provaření kořene, probíhá v nízké fázi stabilizace procesu a ochlazení základního materiálu. Tímto způsobem lze hospodárně a bez použití rozkyvu dosáhnout typického šupinkování svarového spoje. Společnost Fronius učinila také tuto funkci předmětem dalšího vývoje zahrnutého do PMC balíčku. V jeho rámci byl rozdíl (výkonový odstup mezi fází nízkého a vysokého výkonu) výrazně zvětšen. Kromě toho je nyní možno nastavovat také procentní podíl fáze vysokého proudu v cyklu, což se provádí prostřednictvím parametru Duty Cycle, který už není pevně stanovený na poměr 50 : 50. Tím je možno cíleně a nezávisle na posuvu drátu ovlivňovat v širokém rozsahu tepelné zatížení (množství vneseného tepla). Proces SynchroPuls se proto obzvláště dobře hodí pro stoupavé svary, protože materiál ve fázi nízkého proudu chladne a působí jako podpora svaru. PCS (Pulse Control Spray Arc) v ceně Také funkce Pulse Control Spray Arc, která je k dispozici při aktivaci balíčku PMC, usnadňuje práci, pokud je prováděna při vyšších odtavných výkonech ve vynucených polohách. Krátký sprchový oblouk s velkým tlakem zajišťuje hluboký průvar s nízkým nebezpečím vrubů, což umožňuje zmenšit úhly při přípravě svaru. V průběhu počáteční fáze, jejíž dobu trvání lze nastavit, je možno, předtím, než svařovací zdroj automaticky přepne na PCS režim, svařovat ve snížené výkonové úrovni pulzním obloukem. Pro ukončení svaru s vyplněním koncového kráteru platí analogicky opačný průběh. Problematický přechodový oblouk se při tomto postupu vyřadí ze hry. Díky novým funkcím a vylepšením představuje PMC balíček další významný krok ve vývoji osvědčeného pulzního oblouku. Uživatel má přitom k dispozici další možnosti k ovlivňování a optimalizaci procesu. Stabilizátory omezují potřebu požadovaných manuálních zásahů, případně dodatečného korigování, takže i méně zkušení svářeči mohou provádět náročné svařovací práce. Tento balíček nabízí evidentní přednosti ve formě zlepšených svařovacích vlastností a snadnějšího ovládání přístroje. Franz Rossmann , odborný redaktor, Gauting