Svařování hliníkových lodních trupů

• Foto

V současné době vstupuje loděnice SLOB na trh s hliníkovými lodními trupy a cítí se být po prvých zkouškách s nejnovější platformou svařovacích přístrojů Fronius řady TPS/i na tuto novou výzvu optimálně připravena.

Společnost SLOB je renomovanou loděnicí, která staví ocelové lodní trupy tvořící základ motorových jachet extratřídy Mega (lodě o délce nad 60 m), které oceňují průmysloví magnáti a příslušníci panovnických rodů na celém světě.

Lodě jsou stavěny zcela podle přání zákazníků. Průměrná cena za jeden metr délky je milion eur. Dají se proto označit za Rolls-Royce své třídy.

KVALITA I DESIGN BEZ KOMPROMISŮ
Už při svařování trupu nepřipouští loděnice žádné kompromisy, jak dokazují instrukce pro zabezpečení kvality. Interní firemní směrnice předepisují rentgenovou a doplňující ultrazvukovou zkoušku v intervalech po jednom metru. Pokud se vyskytnou jen dva případy, kdy nepřinesl test optimální výsledky, provádějí se kvůli zajištění kvality další kontroly. Těmito opatřeními překračují interní firemní směrnice ve značné míře požadavky klasifikační společnosti německého Lloydu. Za této situace nikoho neudiví, že se požadavek perfektního svařovacího výkonu a spolehlivosti vztahuje také na svařovací zařízení.

„Fronius je pro mne v tomto oboru synonymem kvality. Z tohoto důvodu jsme se před asi dvěma roky rozhodli pro pořízení prvních svařovacích zdrojů typu TransSteel 5000“ vysvětluje zástupce loděnice Arjen Dekker.

Podnik používá tyto mimořádně robustní přístroje pro nejrůznější typy svařovacích prací, které se v loděnici vyskytují. Trup jachet se obvykle staví z lodní ocele třídy A. Pro konstrukční díly, které musejí zachycovat větší síly, jako je např. stabilizační jednotka vyrovnávající pohyby lodi, se používají lodní ocele tříd AH36, DH36 a EH36.

Síla plechu se pohybuje od 4 mm, což je materiál používaný např. pro hlavní palubu, až k plechu síly 50 mm pro některé obzvláště silně namáhané díly konstrukce, jakými jsou základy pro lodní motor. Vlastní obal lodi se sestavuje z plechů o síle od 7 do 10 mm.

STÁLE SLEDOVANÉ TEPELNÉ ZATÍŽENÍ
Svářeči v loděnici pracují ve všech svařovacích polohách. „Pouze od klesavých svarů – 3G downhill – jsme od jisté doby upustili,“ upřesňuje Jan Forman, který v současnosti zastává v SLOB funkci pracovníka odpovědného za kvalitu. „Svarové zkoušky ukázaly, že průvar je při práci v této svařovací poloze příliš mělký.“ Z toho důvodu musejí svářeči, za účelem dodržení kvality, provádět příslušné svářecí operace na svislých svarech, jako stoupavé svary v poloze PF (3G uphill). Nepříznivé je v tomto případě to, že v této poloze dochází k podstatně vyššímu tepelnému zatížení a tím rovněž i ke zvýšenému výskytu pnutí, případně deformací materiálu a pohledové svary se musejí v některých případech ještě dodatečně opracovávat. Ve funkci ochranného plynu používá loděnice plyn M21 (80 % argonu a 20 % CO2). „Provedli jsme i několik zkoušek s héliovou směsí. Svarový spoj byl sice v pořádku, avšak tepelné zatížení bylo příliš vysoké a proto jsme zůstali u směsi argon-CO2,“ dodává Forman.

Tepelné zatížení přináší problémy zejména tam, kde záleží na opticky bezchybném provedení svarových spojů. Z toho důvodu se při svařování žebrových výztuh a ostatních vestaveb zahřejí příslušná místa na vnitřní a současně i na vnější straně na teplotu cca 400 °C, aby se tak docílilo perfektního vzhledu vnější stěny bez jakýchkoliv nežádoucích závad.

OPTIMÁLNÍ PODPORA PŘI ZAJIŠŤOVÁNÍ KVALITY
Svářeče v SLOB optimálním způsobem podporují při dodržování těchto vysokých kvalitativních standardů svařovací zdroje Fronius, hodnotí situaci Jan Forman a dodává: „Pracujeme ve smyslu požadavků našich zákazníků s těmi nejlepšími materiály, avšak nejvyšších kvalitativních standardů můžeme dosahovat pouze tehdy, když budeme pracovat také s nejlepšími nástroji. Zde má společnost Fronius zcela jasně dobrý čich, protože má při vývoji svařovacích technologií stále na zřeteli požadavky svých zákazníků a zohledňuje podněty vycházející z jejich řad.“

V souladu s touto praxí se nechala společnost Fronius ovlivnit při vývoji malého mobilního podavače drátu VR 5000 Case, určeného pro přístrojovou sérii TransSteel, požadavky a zkušenostmi, které získala loděnice při práci s konvenčními podavači v „mořském“ prostředí. Podavač drátu typu VR 5000 Case se proto optimálně hodí pro nasazení v náročném pracovním prostředí, jaké se vyskytuje při stavbě lodí, v oblasti Offshore (vrtné plošiny) a při výrobě kolejových vozidel. Robustní a kompaktnější konstrukce umožňuje svářečům pracovat v nesnadno přístupných místech, jakými jsou např. dvojité podlahy jachet. Velký akční rádius zajišťuje spojovací hadicové vedení mezi svařovacím zdrojem a podavačem o délce 20 m (v případě potřeby i více). Další usnadnění práce nabízí nejnovější generace hořáků Fronius vyznačující se mimořádně štíhlou kontaktní špičkou a do skořepinové rukověti vestavěným LED osvětlením. To usnadňuje nalezení startovacího bodu svaru a případně i jeho zrakovou kontrolu.

FRONIUS JAKO SYMBOL STATUSU
Od roku 1999, kdy si loděnice SLOB opatřila první přístroje z produkce značky Fronius, se nevyskytly žádné problémy, které by stály za zmínku. „Přístroje TPS 4000 z první dodávky jsou ještě dnes v provozu a není žádný důvod k jejich vyřazení,“ doplňuje Forman.

Díky spolehlivosti přístrojů a pracovním výsledkům se vedení podniku SLOB rozhodlo nahradit všechny stávající svařovací zdroje svařovacími systémy Fronius.

SVAŘOVÁNÍ HLINÍKU BEZ ODSTRAŇOVÁNÍ OXIDOVÉ VRSTVY
Ústřední roli v budoucích úvahách týkajících se svařovacích zdrojů bude hrát nejnovější vývoj v oboru svařování pod ochrannou atmosférou (MSG), který probíhá ve společnosti Fronius. „Začne-li zkušený svářeč poprvé svařovat za pomoci svařovacího zdroje TPS/i, povšimne si ihned jeho vynikajícího chování,“ hodnotí Jan Forman první zkoušky provedené s novou generací přístrojů.

Vzhledem k tomu, že loděnice dostala zakázku na stavbu více lodí s hliníkovým trupem a chce tento obor podnikání výrazněji rozvíjet, přišel poslední tah firmy Fronius v pravý čas. Loděnice provedla ihned několik provozních zkoušek (Welder Procedure Qualifikation) s deskami o síle 6 mm opatřenými přípravou pro V-svar a rovněž pro symetrický X-svar a zkoušku s jedním oboustranně svařovaným koutovým svarem. „Na začátku těchto zkoušek jsme povrchy ještě čistili, protože jsme s tím měli v minulosti mnoho problémů způsobených např. nestabilitou oblouku,“ později jsme od tohoto způsobu přípravy svaru upustili, protože jsme při práci se zdrojem TPS/i nezjistili téměř žádný rozdíl mezi svarem, který byl provedený po předcházejícím odstranění oxidové vrstvy a svarem bez této operace, což je samo o sobě mimořádně pozoruhodné,“ vysvětlil Jan Forman. Jako důsledek tohoto zjištění byla z předpisů pro svařování lodních dílů vypuštěna, jinak zcela nezbytná, operace broušení, což znamená pro podnik velkou úsporu času i nákladů. 

V průběhu třech týdnů podnik SLOB uskutečnil za použití systému TPS/i se všemi svými dosud pouze pro ocel certifikovanými svářeči zkoušky na svařování hliníku ve všech svařovacích polohách, včetně tupého svaru nad hlavou (Al-Mg plechy o síle 6 až 8 mm svařované pod ochranným plynem ve složení 70 % hélia a 30 % argonu). „Naši svářeči a také já sám jsme byli překvapeni, jak snadno a mimořádně rychle je možno přístrojem TPS/i hliník svařovat,“ říká Jan Forman. „Oblouk je díky novému pulznímu procesu PMC (Pulse Multi Control) mimořádně stabilní. Dokonce i pracovníci, kteří svařovali dosud jen elektrodou, byli schopni vytvořit neobyčejně čisté svarové spoje. Bylo až neuvěřitelné, jak suverénně dokázali hned napoprvé svařovat hliník. Je to první případ, kdy už není svařování hliníku prací, kterou mohou vykonávat pouze zkušení svářeči.“

Rentgenové zkoušky potvrdily optický dojem. Na rentgenových snímcích jsou svary tak homogenní a čistě provedené, že se s takovými členové zkušební komise, jak sami doznávali, už řadu let nesetkali. Podle mínění odborníků by mohl někdo získat dojem, že se zde svařovala ocel a nikoliv hliník. Vzhledem k tomu, že se v případě těchto posuzovaných zkoušek jednalo o první tři desky vůbec, které byly v podniku SLOB svařovány přístrojem TPS/i, má toto posouzení ještě větší váhu. „Nastavení parametrů, které byly přitom použity, mohla být přímo převzata do svařovacího předpisu,“ vysvětluje Forman. Za tím účelem, aby mohli uživatelé, jako je SLOB, využívat vynikajících svařovacích vlastností zdroje TPS/i v neomezené míře, vyvinul Fronius kompaktní podavač drátu WF 25 i Case určený pro cívky 300 mm, který zajišťuje velký akční rádius svářečů požadovaný při stavbě lodí. „Nová generace svařovacích přístrojů TPS/i patří k nejlepším systémům, které jsou v současné době k dispozici. Mnohé mluví pro to, že je to dokonce nejlepší systém vůbec – speciálně pro oblast hliníku,“ soudí Forman.

Welding of Aluminium Hulls
In case of demanding welding works, the Fronius brand is a clear choice for the Dutch shipyard SLOB. Managing shipyard workers who have been using welding machines in the Austrian company for several years and are aware of this fact, decided to replace all their welding machines with systems produced by the Fronius company. The extraordinarily massive power source TransSteel 5000 in combination with the mobile wire feeder VR 5000 Case represents the bestselling product designed for shipbuilding steel works. 

Z podkladů Fronius

Autor

• Bc. Fejfar Vítězslav