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Stampa  | 08/15/2017

Riscaldamento a induzione di eldec: temperature di lavorazione perfette per la saldatura

I processi di saldatura sono indispensabili per la produzione di vari componenti dell’industria automobilistica. Si tratta di un processo che sta acquisendo complessivamente un’importanza sempre maggiore dal momento che, ad esempio, negli ingranaggi del cambio per autovetture molte viti possono essere sostituite da collegamenti saldati. Di conseguenza, peso e costi dei materiali per i componenti diminuiscono. Il preriscaldamento svolge un ruolo importante nell’ambito di diversi processi di saldatura, impedendo l’indurimento della struttura del materiale nella cosiddetta zona termicamente alterata, ovvero nell’area immediatamente adiacente al cordone di saldatura. In questo modo si elimina quasi completamente il rischio di formazione di crepe nel componente. La velocità di lavorazione richiesta dalla moderna produzione automobilistica costituisce tuttavia un’importante sfida per i processi di riscaldamento, in quanto all’interno di un processo automatizzato il componente deve poter raggiungere in pochi secondi una determinata temperatura. Il riscaldamento a induzione di eldec è la risposta perfetta a questa sfida: EMAG sviluppa soluzioni globali nell’ambito di questo innovativo processo. I generatori e gli induttori sono sviluppati su misura in base al tipo di componente. Le prove eseguite ciascun componente rappresentano inoltre un elemento importante, in quanto consentono di sviluppare soluzioni solide ed efficienti dal punto di vista energetico, che possono essere integrate con semplicità nella linea di produzione.

Raggiungere grandi volumi produttivi nell’arco di pochi secondi senza difetti di lavorazione – una delle esigenze più importanti dell’industria automobilistica rappresenta un’enorme sfida per la saldatura di componenti prodotti in serie. Per poter garantire la sicurezza di processo e l’efficienza richieste, la saldatura è integrata in un processo globale che include in genere processi di controllo e lavaggio, spazzolatura e controllo ad ultrasuoni del cordone di saldatura. Immediatamente prima del processo di saldatura vero e proprio, il riscaldamento ad alta precisione del componente riveste un ruolo determinante, come spiega il dott. Dirk Schlesselmann, vice caporeparto ricerca e sviluppo tecniche applicative presso eldec. “L’ingranaggio del cambio o il pistone devono essere portati alla temperatura di lavorazione richiesta, compresa tra circa 160 e 180 gradi Celsius, in modo rapido e con assoluta precisione. Tutto ciò evitando il surriscaldamento del componente, che potrebbe provocare perdita di tempra, ossidazione o deformazioni non ammissibili. Date queste premesse, il riscaldamento a induzione – rapido, preciso e nella giusta quantità – rappresenta il processo ideale.”

Tecnologia efficiente e senza necessità di manutenzione

Da decenni gli specialisti eldec sono in possesso di un notevole know-how nell’ambito dei processi di riscaldamento a induzione integrati in sistemi di saldatura di livello superiore. I generatori e gli induttori richiesti vengono entrambi prodotti presso la sede di Dornstetten attraverso processi di produzione efficienti. I generatori vantano un’elettronica di potenza e un sistema di controllo estremamente avanzati, che ne facilitano l’integrazione all’interno di macchine e la configurazione personalizzata. Inoltre, si basano su una tecnologia estremamente affidabile. “Progettiamo convertitori praticamente esenti da manutenzione, che eseguono le loro funzioni in modo assolutamente discreto e affidabile all’interno della macchina”, conclude il dott. Schlesselmann. D’altro canto, gli specialisti dispongono di vaste conoscenze acquisite con l’esperienza nell’ambito dello sviluppo degli induttori e offrono su richiesta consulenza ai clienti già dalla fase iniziale di un progetto. Vengono eseguiti studi sperimentali con induttori e generatori di prova. Con l’ausilio di immagini termografiche si controlla ad esempio se vengano effettivamente riscaldate solo le zone desiderate del componente. Di recente è stato inoltre introdotto l’uso di calcoli numerici, che consentono di determinare con precisione l’azione di un campo elettromagnetico sul componente. “In un certo senso guardiamo all’interno del componente”, spiega il dott. Schlesselmann, “e successivamente adattiamo alla perfezione la geometria dell’induttore e la classe di potenza del generatore al tipo di trattamento termico.” Gli specialisti eldec offrono generatori a media e alta frequenza da 1,5 a 1.500 kW e generatori DF e SDF® da 50 a 3.000 kW. Sono inoltre disponibili dispositivi con da due a otto uscite e regolazione della potenza indipendente dall’uscita o in parallelo, i quali rappresentano un grosso vantaggio quando sono richiesti più induttori per il riscaldamento potendo essere infatti alimentati con un solo generatore.  

Massimizzare il potenziale del processo  

Nel complesso, gli specialisti dell’induzione possono fare riferimento a una lunga serie di successi conseguiti nell’ambito della saldatura – in alcuni casi con indicatori di rendimento eccezionali. La durata richiesta attualmente a un tempo di ciclo si attesta già verso i cinque secondi. “Con i metodi descritti facciamo del nostro meglio per massimizzare il potenziale del processo” fa notare il dott. Schlesselmann. “Ovviamente può anche capitare di dover estendere il riscaldamento su due cicli. Ma il nostro punto di forza sta nell’individuare questi casi e progettare il processo in modo tale che sia il più possibile snello.” Il cliente può beneficiare in ogni caso di tempi di lavorazione rapidi e velocità di riscaldamento maggiori. Inoltre viene riscaldata solo una parte ridotta del componente. Del resto questi sono anche i vantaggi fondamentali rispetto ai processi alternativi, ad esempio il cosiddetto Uniform Magnetic Heating.

“Sulla base di queste premesse, intravediamo grosse opportunità di mercato in qualità di fornitori di aziende specializzate in ingegneria meccanica e altri sviluppatori di processi di produzione basati sulla saldatura”, conclude il dott. Schlesselmann. “I clienti ricevono una tecnologia che assicura un riscaldamento più rapido ed efficiente del componente rispetto ad altre soluzioni. Inoltre, limitiamo lo sforzo finanziario nell’ambito della ricerca e sviluppo da parte del cliente, in quanto su richiesta possiamo configurare il processo di riscaldamento in modo del tutto indipendente. Questi vantaggi si stanno attualmente imponendo sul mercato.”