Förberedelse inför sammanfogning, det vill säga fasning av kanterna under skärningen

Fig. 1: Manuell förberedelse av svetsfogar

Än idag skär de flesta verkstäder ut komponenterna vinkelrätt mot materialet och förbereder sedan svetsfasningarna. Processen går till så att den vinkelrätt skurna delen transporteras till en station för efterbearbetning, där fasning utförs med hjälp av en fräs, en syrebrännare eller en plasmabrännare. Ofta slipas den också. Detta förlänger tillverkningsprocessen, vilket i sin tur ökar kostnaderna.

Lösningar som på senare tid blivit allt populärare är 3D-skärmaskiner och robotar, som gör det möjligt att skära och fasning av material i valfri vinkel. Deras användning innebär, förutom att tillverkningsprocessen förkortas med minst fyra gånger, även andra mätbara fördelar:

• platsbesparing i hallen – den besvärliga fasningsstationen, som avger skadliga gaser, damm och buller och dessutom måste säkras enligt arbetsmiljökraven, blir överflödig;
• mindre arbetsintensitet och möjlighet till en mer optimal utnyttjande av personalen;
• inget behov av ytterligare transport av de bearbetade delarna;
• bättre arbetsmiljö i hallen tack vare att bullerkällan (slipmaskiner) elimineras;
• minskad brandrisk genom att manuella brännare och gasbehållare elimineras.

Fig. 2: Avfasade kanter i en 16 mm tjock element av svartstål

På grund av de låga kostnaderna och de många användningsmöjligheterna är det skärmaskiner baserade på plasma- och syreteknik som är mest efterfrågade. Anledningen är uppenbar – för tillverkning av svetsade konstruktioner används oftast konstruktionsstål med en tjocklek på 4 till 50 mm. Praktiska tester av 45°-fasning med en plasmaskärare har visat att den fungerar utmärkt på material med en tjocklek på 1 till 35 mm. Däremot är oxygenklipparen effektiv även för tjocklekar upp till 200 mm.

Konstruktionen av en maskin avsedd för fasning av plåt utgör en betydande utmaning för tillverkarna. De måste ägna särskild uppmärksamhet åt frågor som rör positioneringen av skärhuvudet, dess rotationsmöjligheter samt kompensering av avvikelser i skärvinkeln.

Nyckeln till att uppnå hög kantkvalitet är också att hålla ett konstant avstånd mellan brännaren och materialet, särskilt vid plasmaskärning. Som regel har det skurna materialet inte en helt slät yta. Dessutom utsätts det för spänningar och tillfälliga termiska påverkan som plasman orsakar under skärningen.

Vid plasmaskärning är plasmalikets spänning referensvärdet för att mäta avståndet mellan brännaren och materialet. Denna spänning, som i princip är lätt att mäta, beror dock på många parametrar. Förutom brännarens höjd är brännarens relativa lutningsvinkel, strömstyrkan och gasblandningens sammansättning avgörande. Kontroll av en så komplex process kräver datorstyrning av rörelsen samt adaptiv höjdreglering.

Fig. 3: Skärmaskin utrustad med ett 3D-huvud med plasmabrännare

Fasning kallas ofta för ”3D-skärning” eller ”fleraxlig skärning”. Detta beror på att maskinen som utför en sådan operation dessutom möjliggör rotation av skärhuvudet runt den vertikala axeln med minst +/- 360° samt en smidig lutning upp till 45°. Det enda verktyget av detta slag som tillverkas i Polen och en av de mest innovativa lösningarna i världen är ”3D-skärhuvudet” från företaget ECKERT i Legnica. Den använder RACT-systemet (Real Adjusted Cutting Trace), som genom en speciell mekanisk konstruktion håller brännarens position konstant vid lutning och rotation.

En ytterligare fördel med fasningssystemen är möjligheten att fasa rör direkt under skärningen. Precis som vid plåtbearbetning förkortar denna möjlighet förberedelsetiden avsevärt, effektiviserar logistiken och sänker kostnaderna. Detta är av stor betydelse vid stora projekt, såsom byggandet av en stadion eller en bro, där ofta flera tusen rör med ett stort antal fogar används.

För att utforma sådana konstruktioner används specialiserad CAD-programvara. Den beräknar själv hur mycket material som behövs samt typ och antal skarvningar, vilket minskar beräkningstiden och minimerar beräkningsfel.

Även om plasmaskärare med fast skärhuvud hittills har varit dominerande, ser man nu att intresset för 3D-skärmaskiner ökar på marknaden. De ger mycket konkreta fördelar i form av lägre kostnader och kortare tillverkningstid för komponenterna. Säkerhetsaspekterna och förbättrad arbetsmiljö i produktionshallen är också av stor betydelse. Lösningen från företaget Eckert i Legnica utmärker sig bland liknande lösningar på marknaden. Den utnyttjar innovativa teknologier som gör det möjligt att på ett fullt flexibelt och effektivt sätt utnyttja möjligheterna med 3D-skärning.