Alemanha – Máquinas industriais – hybride Rührreibschweißanlage (FSW Anlage)

Préambulo

A Helmholtz-Zentrum Hereon GmbH (Hereon) é uma instituição de investigação sem fins lucrativos e uma das 18 instituições membros da Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e. V. Os custos do Hereon são financiados em 90% pelo governo federal (BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung) e em 10% pelos quatro estados consorciados (Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachsen e Brandenburg). A missão estatutária da sociedade é realizar investigação e desenvolvimento em regime multidisciplinar, nomeadamente nas áreas de investigação de materiais, investigação costeira, climática e ambiental, bem como de medicina regenerativa.

Descrição Técnica: Esboço preliminar do caderno de encargos para a aquisição de uma instalação hibrida de soldagem por fricção e agitação (instalação FSW)

A descrição de desempenho de uma instalação FSW híbrida (soldagem por fricção e agitação) inclui a especificação técnica para a junção de materiais na fase sólida e abrange tipicamente as áreas principais de mecânica/absorção de força, controlo de processo e garantia de qualidade. A monitorização detalhada do processo permite, a longo prazo, a aquisição de conjuntos de dados de alta qualidade para o desenvolvimento de gémeos digitais e feedback em tempo real no controlo do processo. Projetado para altas forças axiais e forças de avanço com mínima flexibilidade mecânica.

Características Técnicas Principais

- Tipo de Máquina: Construção em C rígida (combinável com usinagem) em execução de dupla broca. Estrutura projetada para 200kN de força axial

- Comprimento da mesa de soldagem (eixo X) Direção de soldagem principal (desejado 5,5 m) e opção de extensão

- Largura da mesa (eixo Y) 2m

- Altura máxima da mesa 1,10m

- Curso da broca superior (eixo Z): mínimo 600 mm (altura de trabalho mínima: 600mm em relação à ponta da ferramenta)

- Mesa com recorte para o módulo de broca inferior; com placa intercambiável, para ajustar a fenda para a ferramenta inferior conforme necessário

- Velocidade de soldagem: até 6 m/min = 100 mm/s

- Opção para rolo de avanço com controlo de força

- Conceito de dupla broca: Brocas FSW de alto torque para ferramentas rotativas com velocidade variável e controlo de posição preciso. A broca superior deve ser intercambiável com formação do pessoal da Hereon pelo fabricante, para poder mudar no futuro, por exemplo, para uma broca para maiores forças e maiores momentos de rotação a uma velocidade de rotação mais baixa (por exemplo, 200kN, 2000Nm, 3000rpm)

- Sistema de coordenadas do sistema de broca superior (x, y, z) e sistema de broca inferior (u, v, w); x e u devem cumprir os mesmos dados de desempenho para correrem em sincronia.

- Rodagem máxima 0,02 mm

- Broca 1 (broca superior): esta unidade de broca está montada no eixo vertical superior, de modo que a ferramenta de soldagem por fricção e agitação atinja o material a ser juntado por cima. Variantes de processo exigidas:

- FSW - Friction Stir Welding (soldagem por fricção e agitação)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (soldagem por fricção e agitação com ombro fixo)

- Retractable Probe - Sonda de soldagem retrátil

- BT-FSW - Bobbin tool FSW (soldagem por fricção e agitação com ombro duplo)

- SSBT-FSW - Stationary Shoulder bobbin tool FSW (soldagem por fricção e agitação com ombro duplo fixo)

- HBT-FSW- Hybrid Bobbin Tool FSW (soldagem por fricção e agitação com ombro duplo híbrido) onde ambas as ombreiras podem ser operadas com velocidades de rotação independentes.

- Adititive Friction Stir Deposition (AFSD) (soldagem por fricção e agitação com ombro) - condução contínua de material opcional

- Opcional: Refill Friction Stir Sport Welding (ReFSSW)

- Requisitos (todas as forças em relação à ponta da ferramenta):

- Força axial Fz: 100 kN

- Força na direção de soldagem Fx ou força perpendicular à direção de soldagem Fy: radial 35 kN

- Momento de rotação: mínimo 1000 Nm

- Velocidade de rotação da sonda de soldagem/ombro inferior: mínimo 6000 rpm

- Potência da broca: ~70 kW

- Força axial na sonda de soldagem mínimo +/-35 kN

- Profundidade de soldagem: 25 mm Retração para sonda de soldagem retrátil; eixo de sonda separado

- Ângulo de ajuste: +/- 5° manual/automatizado no eixo x

- Refrigeração da ferramenta (2,5 - 3 kW de potência de refrigeração)

- Alimentação de gás de proteção

- Módulo AFSD mínimo 35kN para 2 consumíveis, cada um com um mínimo de 500mm de comprimento; 10 a 15mm de diâmetro

Broca 2 (broca inferior):

- Variantes de processo:

- FSW - Friction Stir Welding (soldagem por fricção e agitação)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (soldagem por fricção e agitação com ombro fixo)

- Requisitos:

- Força axial Fz: mínimo 100 kN

- Força na direção de soldagem Fx ou força perpendicular à direção de soldagem Fy: radial mínimo 35 kN

- Momento de rotação: mínimo 1000 Nm

- Velocidade de rotação da sonda de soldagem/ombro inferior: mínimo 6000 rpm

- Potência da broca: ~70 kW

- Curso axial: +/- 15 mm

- Alimentação de gás de proteção

- Refrigeração da ferramenta (2,5 - 3