Ny forskning visar att omöjlig svetsning är möjlig
Högskolan Västs doktorand Ana Magalhães har visat att det som tidigare ansetts vara omöjligt faktiskt fungerar - nämligen att robotsvetsa komplexa komponenter i aluminium med hjälp av friktionsomrörningssvetsning (FSW).
– Med effektiv temperaturstyrning under hela svetsprocessen blir det möjligt att svetsa med robot och kvaliteten på fogarna blir bättre. Det sparar både tid och material, förklarar Ana.
Friktionsomrörningssvetsning i aluminium har på kort tid blivit allt mer intressant för flyg-, marin-, järnvägs- och fordonsindustrin. Hittills har svetsmetoden mest använts för raka svetsar, men det finns också behov av att kunna robotsvetsa komponenter med högre geometrisk komplexitet.
Industrin har tidigare varit tveksam till robotiserad FSW eftersom robotarna har svårt att hantera de stora krafter som svetsningen innebär. Det har uppstått banavvikelser, vilket i sin tur har orsakat nödstopp. Anas forskningsprojekt däremot, ska öppna för helt nya möjligheter.
– Jag har utgått från den nya innovativa temperaturmätmetoden TWT och visat hur den kan säkerställa hög kvalitet på svetsfogen. Mätmetoden ger bra kontroll eftersom man ser i realtid vilken temperatur som uppstår när verktyget arbetar i metallen. Med det som underlag kan systemet direkt styra faktorer som påverkar temperaturen på ett effektivt sätt, säger Ana.
Att ha rätt temperatur under hela processen är avgörande för fogkvaliteten. Anas omfattande tester visar att svetsning med temperaturreglering ger förbättrad fogprestanda, jämn draghållfasthet längs fogen och färre misslyckade svetsar.
– Metoden sparar framförallt tid och material eftersom man undviker skador på komponenten och på verktyget. Det går snabbare att utveckla själva svetsprocessen och metoden kan användas i flera andra maskintyper än industrirobotar.
Ana har ägnat mycket tid åt att genomföra praktiska tester och experiment i labbet på Produktionstekniskt centrum i Trollhättan. Hon har bland annat gjort avancerade svetsfogar i cylinderblock för Volvos bilmotorer, implementerat och utvärderat olika temperaturmätmetoder och utfört verktygsdesign.
– Min forskning är inriktad på aluminium men den här tekniken är även användbar för FSW-svetsning i stål, magnesium, koppar och andra mjukare material, berättar Ana.
I projektet har flera företag deltagit, bland annat Saab, Volvo Cars, Hydro, Sandvik, ESAB och forskningsinstitutet TWI.
Foto: Colourbox