Každá metoda svařování prochází neustálým vývojem a ke každé by se jistě dala najít řada novinek. Vybrali jsme z nich alespoň několik a v závěru zveme čtenáře na návštěvu červnového veletrhu Automatica 2014 s programem automatizace i těchto procesů. Je zajímavé, že právě jeden z výrobců průmyslových robotů a stálý účastník veletrhů Automatica, firma KUKA, inovoval jednu z původních technologií svařování, a to svařování třením. Po upnutí dílů je jeden z nich přiveden do rotace se současným přitlačením, dochází ke vzájemnému tření a ohřevu ploch. Při zastavení rotace se přítlak ještě navýší. Tím, že se tu při spojování dílů ohřívá jen jejich malá část, je svařování třením méně energeticky náročné oproti jiným způsobům svařování. Zamezením přístupu vzduchu ke stykovým plochám svaru se dosahuje při svaření dokonalého přiblížení hraničních ploch krystalů materiálů a působení meziatomárních sil, podmiňujících dobrou jakost svaru. KUKA přichází pro tuto technologii s novou generací svařovacích strojů s dynamickými pohony s frekvenční regulací řady RS, s přítlačnou sílou 50 až 3000 kN a plochou svaru 40 až 25 000 mm2. Pro extrémně velké svařence je navíc ještě typ s přítlakem 50 až 1000 t a plochou svarů až 70 000 mm2. Až do nedávna činilo obtíže svařovat měď a hliník. Oba tyto materiály mají dobrou tepelnou a elektrickou vodivost, v některých případech pro úsporu pomalu deficitní mědi je vhodné ji nahrazovat nebo napojovat hliníkem. Pro průmyslovou výrobu s určitým stupněm automatizace by bylo v tomto směru nejvhodnější svařování laserem. Doposud této technologii ale bránila nedostatečná absorpce laserového paprsku mědí při základní vlnové délce laseru 1 μm. S vývojem výkonnějších laserů s krátkými pulzy se už ale podařilo v některých případech tyto fyzikální překážky prolomit. V technologii tzv. vlnového mixu, vyvinuté v Laser Zentrum Hannover, se při svařování nejprve užívá laseru se zeleným paprskem, který je mědí lépe absorbován. Konečné provaření zajišťuje paprsek infračervený s vlnovou délkou 1 μm, a ten je navíc při zvýšené teplotě mědí už absorbován lépe. Odlišný je postup vyvinutý ve Fraunhoferově institutu IWS. Je založen na užití dynamického 2D skeneru s frekvencí do 2,5 kHz, jenž spolu s laterální polohou paprsku laseru ke spáře umožňuje ovlivňovat mater iálový poměr ve struktuře svarového kovu. Ve spojení se strukturní analýzou je pak možné při tomto postupu cíleně ovlivňovat ve spoji i vznikající nežádoucí intermetalický jev, a tím zachovávat pevnost spoje, která se blíží pevnosti Al. Jsou případy, kdy pro jiné zábrany nelze použít obloukového svařování a ani jinak standardního laserového svařování. To se stalo při potřebě svařovat tlusté plechy, ocelové i nad 20 mm a hliníkové do 15 mm v ruských loděnicích. Pokud by šlo o svařování tlustých plechů pouze obloukovým svařováním, je nutná dlouhá příprava svaru, pro překlenutí svarové spáry je v zakázce limitována i její šířka do 1 mm. Při svařování samotným laserem se u tlustých plechů obecně preferuje postup s užitím CO2 laseru, ten ale v daném případě nebyl vhodný pro obtížnou ochranu přenosu paprsku komplikovanou optickou soustavou.
Úkol vyřešilo Laser Zentrum Hannover v projektu Hybrilas. Jak už sám název napovídá, jde o hybridní svařování, kde se pro doplnění hořáků pro obloukové svařování s ochranným plynem (MSG) zvolil pevnolátkový laser s přenosem paprsku optickým vláknem. Nový postup s vhodným poměrem mezi potřebným výkonem a kvalitou paprsku dává podstatné zvýšení rychlosti svařování, spoří přídavný materiál a dosahuje se u něj i lepší překlenutelnosti svarové spáry. Odpadá i dlouhá příprava svaru při samotném obloukovém svařování, celý proces je rychlejší a zavedením kamerového systému kontroly svaru i spolehlivější. Jak lze racionálně svařovat trubky při technologiích Tailored Blanks nebo Tailored Tubes pro konstrukce z trubkových a profilových dutých dílů, kde se dosahuje snižování hmotnosti i cílenou materiálovou kombinací polotovaru, předvádí švýcarská firma Soutec Soudronic AG. Výchozím polotovarem tu mohou být celistvé plechové pláty nebo přístřihy, kdy trubka pak vzniká po skružení jedním podélným švem, profily je možné uzavírat i ze dvou naohýbaných plechových poloskořepin. Při svařování se tu uplatňují laserové technologie, které se kromě jiného vyznačují minimálním tepelným ovlivněním okolí svarového švu, a tím i minimem případných deformací trubky od tepelného pnutí. Podle vývoje různých typů laserů se pro tyto úkoly většinou používají CO2 lasery nebo pevnolátkové Nd:YAG. Jako novinku, která značně snižuje výrobní náklady, tu Soutec na svém skružovacím a svařovacím automatu použil vláknový laser YLR 2500. Zpracovávají se trubky s délkou do 1500 mm, průměrem 75 až 400 mm a tloušťkou stěny 0,4–2 mm. Oproti jiným typům laseru se tu podstatně snížily provozní náklady, oproti nejčastějším CO2 laserům až 5násobně. Rychlost svařování do 10 m/min. Výhodou automatu je i jeho modulární stavba, dovolující snadnou integraci do navazujících výrobních linek. V červnu se na veletrhu Automatica 2014 představí nový optický systém kontroly svarových nebo pájecích švů, vhodný pro 100% kontrolu v automatizované sériové výrobě. Pod označením VITOwsi jej vyvinul Vitronic Bildverarbeitungssysteme GmbH. Hodí se i ke snímání švů u reflexních materiálů, jako je hliník, nerez nebo i pozinkované plechy. U vadného místa zaznamenává pozici, velikost a druh defektu, a to i pórů nebo nedovarků. Celá kontrola je automatická, automaticky zazní i alarm při překročení povolených mezí a automaticky je zaznamenáván a archivován i průběh kontroly. A abychom nezapomněli na naše malé a střední podniky, tak pro ně máme ukázku svařovacího robotu CoWeldRob ve funkci asistenta, který na už zmiňovaném veletrhu předvede Fraunhofer Institut IPA. Cílem jeho zavedení je výrazně usilovat o zjednodušené programování ve prospěch intuitivního při automatizované výrobě i v menších podnicích. Vedle snahy o zvýšení konkurenceschopnosti malých a středních podniků zaváděním automatizace je jedním z dalších impulzů, které u našich přeshraničních sousedů vyvolávají potřebu právě robotů svařovacích, je i zde obecný nedostatek kvalifikovaných svářečů. /jš/