Fronius na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2010

V nově koncipované expozici č. 122 v pavilonu V naleznou návštěvníci mnoho novinek a zajímavostí z oblasti obloukového svařování i fotovoltaiky. Tento segment je novinkou v portfoliu firmy, ale jak naznačují poslední zkušenosti, s velkým potenciálem. Divize solární eletroniky připravila pro návštěvníky expozice novou generaci beztransformátorových střídačů Fronius TL, a zejména projekt nového vodíkového palivového článku Energy Cell. Tyto články přeměňují solární vodík na elektřinu - bezpečně a s extrémní účinností. Unikátní systém Fronius Energy Cell je první vodíkový článek na světě, který vyrábí elektřinu zcela bez odpadních produktů zatěžujících životní prostředí a získal TÜV Süd certifikát.

Neúnavný inovátor

Těžištěm aktivit firmy Fronius, kterými je známa na našem trhu především, však zůstává hlavně svařování, do kterého firma během svého mnohaletého působení vložila řadu významných inovací. Do výzkumu a vývoje investuje společnost Fronius hodně - ve fiskálním roce 2008 to bylo např. téměř 7 % (6,8 %) z celkového obratu 370 mil. eur. Firma je držitelem 585 aktivních patentů. Jedním z nejvýznamnějších přínosů je vývoj a zdokonalování technologie "Cold Metal Transfer" (CMT), jejíž označení vypovídá o hlavní charakteristice a výhodě proti běžnému postupu obloukového svařování MSG (Metall-Schutzgas). Tím je výrazně snížený prostup tepla do spojovaných kovů pomocí inteligentního řízení svařovacího procesu. Když digitální řízení rozpozná počátek fáze zkratu, sníží svařovací proud a vytáhne drát definovaným způsobem zpět. Tím dojde k cílenému přechodu kapky. Následně systém proud znovu zvýší a posune drát dopředu. Taktovací frekvence tohoto procesu je až 90 Hz! Střídáním těchto kroků dochází k "horkým" a "studeným" fázím a na svařenec působí jen  množství tepla, které daný metalurgický proces vyžaduje.

U procesu CMT lze udržovat zkratový proud na velice nízké úrovni. Kromě toho nedochází k přerušení zkratu nekontrolovaně, ale zpětným zatažením drátu, což umožňuje mít přerušení zkratu pod kontrolou. Díky tomu lze vytvářet prakticky bezrozstřikové nebo pájené spoje.

Další důležitou předností CMT procesu je dokonalá kontrola délky oblouku, která není ovlivňována povrchem materiálu nebo svařovací rychlostí, a dobrá přemístitelnost svarové spáry. Při běžném svařování MIG/MAG totiž představuje u tenkých plechů a velkých spár problém vysoké tepelné zatížení - příliš tenké plechy se v tomto případě roztaví dříve, než může dojít k přemostění spáry.

I špičkové lze ještě zdokonali

Firma Fronius inovativní proces CMT nyní ještě dále vylepšila a loni představila postup nazvaný CMT Advanced. Technologie CMT-A mj. umožňuje překlenout i nadměrné mezery mezi spojovanými díly (zvláště při svařování tenkostěnných a tvarově složitých dílů) a přináší i další možnosti spojování různých i nevodivých materiálů díky technologii tzv. pinování.

Oproti klasickému procesu CMT při CMT Advanced nastupuje významný efekt, kterým je změna polarity oblouku. Za současného cyklického zatahování drátu po každém oddělení kapičky roztaveného přídavného kovu na konci drátu se při tomto postupu střídavě mění polarita drátové elektrody z kladné na zápornou a naopak. Změna probíhá vždy ve fázi zkratu, aby bylo usnadněno opětné zapálení oblouku. Zásadní přínos CMT Advanced spočívá v tom, že při záporné polaritě na drátové elektrodě širší katodová skvrna nataví delší konec drátové elektrody, a tím se utvoří větší kapka na konci drátu, která potom přechází do svarové lázně za poklesu aktuálního proudu a napětí, tzn. bez zvýšeného tepelného příkonu - pouze díky nízkému povrchovému napětí tekuté fáze roztaveného kovu. Větší kapičky, které utváří na konci drátu záporná polarita, přispívají ke zvýšení odtavného výkonu, což dále příznivě ovlivňuje lepší přemostitelnost svarové mezery, např. mezi tenkými plechy, bez rizika popálení. Vzájemný poměr mezi kladnými a zápornými cykly může být individuálně definován podle požadavků na každou konkrétní synergickou charakteristiku (průměr drátu, materiál, plyn). Tímto způsobem lze např. svařovat vysokopevné oceli s dostatečně vysokým odtavným výkonem, ale přesto s nízkým tepelným příkonem. Vyšší odtavný výkon u metody CMT Advanced umožňuje také zvýšení svařovací rychlosti.

Jedna z hlavních výhod je to, že zvýšení svařovací rychlosti u CMT a modifikované CMT Advanced přitom nemá vliv na stabilitu oblouku, což umožňuje významně snížit množství emisí vznikajících při svařování touto metodou.

Užitečnou vlastností u CMT Advanced je rovněž možnost střídat CMT přenos kovu se zápornou polaritou v kombinaci impulzního přenosu se standardní kladnou polaritou. Tato varianta se využívá především v aplikacích, kde je předepsaný průvar ve vztahu ke jmenovitému rozměru svarové housenky, nebo při použití silnějších plechů (3mm a vyšší).

Inovace ve svařovacím příslušenství

Technický pokrok se týká i periferií, kterým dosud výrobci svařovacích systémů nevěnovali tolik pozornosti. Fronius v Brně mj. prezentuje nadčasovou inovaci technologie hořáků prostřednictvím technologie Contec, která představuje novou koncepci kontaktních špiček pro MIG/MAG svařování. Con (= contact); tec (= technology) je firemní název pro nový typ kontaktních špiček MIG/MAG hořáků se zlepšeným přenosem svařovacího proudu.

Dvě pohyblivé poloskořepiny udržují kontaktní plochy a síly mezi kontaktním systémem a svařovacím drátem přesně v definované oblasti nastavených hodnot. Výsledkem jsou maximální stabilita procesu, delší životnost a menší pravděpodobnost výpadku v důsledku kontaktní chyby.

V průběhu opotřebení každé kontaktní špičky s centrálním vnitřním průměrem se mění a pohybuje kontaktní plocha pro přenos proudu do drátové elektrody, čímž se v podstatě mění i výlet drátu. Tyto nepříznivé změny dále způsobují kolísání svařovacího proudu. Contec proti tomu přesně definuje kontakt nezávisle na vlastnostech drátu, a tím zlepšuje stabilitu svařovacího procesu po celou dobu životnosti těchto specifických opotřebitelných dílů.

Toto významné zlepšení procesní stability svařovacích procesů otevírá nové možnosti pro metodu CMT Pin a CMT Print: Bod dosažení teploty tavení v délce výletu drátu je v přesně definovaném místě. Výsledkem je přesně definovaná délka a tvar zakončení pinů.

Metoda pinů je nově vyvinutý proces odvozený od CMT technologie. Její obrovský potenciál se nabízí hlavně v případech, kdy se vzájemně spojují kovové a nekovové materiály. Pomocí CMT lze zhotovovat piny různých typů s vysokou reprodukovatelností: koule, cylindrické kolíky, kolíky s kulovou hlavou a mnohé další. Po nanesení vláknitého materiálu a vytvrzení plastu jsou piny pevně spojené s kompozitem. Stabilní spojení se vyznačuje kvaziplastickým deformačním chováním a v důsledku toho i zvýšenou absorbcí energie, což je důležitá vlastnost pro součásti vystavené nárazům (tzv. crash díly). Počet pinů se řídí podle velikosti a druhu zatížení. Nasazené piny mají výrazně vyšší pevnost ve střihu než nalepené kolíky. Spojení CFK lamely (Carbon Faser Kunstoff) s kovem vybaveným piny může přenášet až desetkrát větší sílu, než je tomu v případě lepení. Nyní se uvažuje o spojích mezi kovy a plastickými nebo tekutými materiály, které by obklopily piny a po vytvrzení nebo vychladnutí by na svém místě pevně držely. Možnosti využití jsou rozsáhlé: hřídele pohonů s kovovými konci, vyztužené uhlíkovými vlákny, kovové závěsy (panty) pro díly z vláknitých materiálů, fixace brzdových obložení na nosné desce, využití jako montážní pomůcky pro finální montáž, nastavování definované mezery mezi jednotlivými součástmi, upevňování kabelových svazků, suché zipy pro plastové díly apod.  

K hlavním výhodám PIN svařování patří o mnoho vyšší pevnost proti samotnému lepení, vysoká bezpečnost spojení i za vyšších teplot, zvýšená odolnost proti olupování, úsporné rozměrové dimenzování díky změně počtu a pozice pinů a v neposlední řadě i jednoduché začlenění do původního výrobního procesu

Novinka pro roboty a svařovací simulátor

Loni byla na MSV slavnostně představena nová generace obloukových svařovacích systémů TransSteel, která se soustředí na úspornější svařování v oblasti konvenčních ocelí. Letos představí Fronius další novinku z této řady, určenou pro robotové aplikace - zdroj TransSteel Robotics. Svařovací zdroje TransSteel byly konstruovány s důrazem na robustnost a odolnost proti náročným provozním podmínkám. Hlavní charakteristikou nové řady je také nově vyvinutý podavač s bezkonkurenčně spolehlivým podáváním drátu.

TransSteel nabízí expertní know-how firmy pro každou aplikaci svařování oceli. Před nastavením parametrů si obsluha zvolí ze tří režimů s odlišnými vlastnostmi oblouků:

- Steel Root - měkký oblouk se zkratovým přenosem, který poskytuje hustou, rychle a snadno ovladatelnou svarovou lázeň. Perfektní, jednoduché svařování kořene bez podložky, umožňující přemostit velké mezery

- Steel Dynamic - pro koncentrovaný a flexibilní oblouk, jehož výsledkem jsou hluboký a úzký průvar a zvýšená svařovací rychlost.

- Steel - univerzální oblouk ideální pro provádění rychlých a jednoduchých svařovacích nastavení, který může být použit pro většinu svařovacích operací pro ocel.

Součástí letošní expozice je také soutěž ve virtuálním svařování na simulátoru. Jde o realistickou výuku svařování, která proti tradiční metodě šetří zdroje, je čistá a ideální zejména pro začínající svářeče.

O novinky tedy nebude v expozici Fronius nouze, ale hlavní cíl zůstává už po mnoho let neměnný a přesně jej vystihují slova jednatele společnosti Fronius Česká republika Borise Grbeši. „Jak v oblasti svařovací techniky, tak také u solární elektroniky sázíme na vysokou kvalitu našich výrobků a vynikající technickou podporu a zákaznický servis."