TTM 08 2012 ITA

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TTMMagazineNumero otto - ottobre 2012 - Semestrale prodotto da Tube Tech Machinery

TUBE TECH MACHINERY

I 25 mm di spessore non sono un problema La saldatura di acciai al carbonio di elevato spessore

per applicazioni navali ha la sua soluzione. Da sempre, infatti, TTM è molto attenta

a sviluppare processi che mirino a una completa automatizzazione della produzione

di componenti strutturali nel settore trasporti, con particolare riferimento al navale.

Göcke Umformtechnik Gmbh,specializzata in produzioni per l’industria dei trasporti, ha

deciso di raddoppiare la propria capacitàproduttiva, acquistando un secondoimpianto di taglio e saldatura laser TTM, un TS 5.12 per la realizzazionedi fogli lamiera con dimensioni non disponibili sul mercato.

Innovation & High Technology

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troller centrale che li sovrintende con algoritmidi gestione delle curve di preriscaldo e raffred-damento. La forma e la potenza degli induttorisono progettate in funzione dello spessore delmateriale, dei sistemi di clamping e della loroconducibilità termica. Completano il processo descritto una serie diulteriori sistemi di monitoraggio. Per avere unavisione nitida del keyhole durante l’esecuzio-ne della saldatura è installata una camera di-gitale montata coassialmente alla fibra di pro-

[ N A V A L E ]


La saldatura di acciai al carbonio di elevato spesso-

re per applicazioni navali ha la sua soluzione. Da sem-

pre, infatti, TTM è molto attenta a sviluppare proces-

si che mirino a una completa automatizzazione della

produzione di componenti strutturali nel settore

trasporti, con particolare riferimento al navale.

di potenza (potenza laser elevata concentratain piccole aree). In queste condizioni, un raffred-damento troppo repentino è causa di formazio-ne di martensite con conseguente aumento del-la durezza del giunto saldato oltre i limitiaccettabili. TTM ha risolto questo problema in-stallando un doppio sistema di pre e post riscal-do per controllare il gradiente di temperaturadel giunto. Il sistema è composto da induttorie sensori di temperatura non a contatto (piro-metri ottici nell’infrarosso), interfacciati con il con-

ell’ambito navale, la forte richiestadi automazione e di incremento del-le performance degli impianti di pro-duzione degli scafi e dei piani inter-medi delle navi, ha spinto l’aziendadi Cazzago San Martino a metterea punto un processo di saldatura la-ser-ibrido per materiali di elevatospessore, che soddisfa pienamen-te le norme molto stringenti sulle ca-ratteristiche dei giunti saldati in ter-

mini di dimensioni, tipologia e spessore deimateriali e di proprietà meccaniche e metal-lurgiche dei cordoni di saldatura. Per la saldatura di acciai al carbonio di eleva-to spessore, il processo prevede la preparazio-ne dei lembi da saldare mediante lavorazionemeccanica con rapporti diversi tra spalla e cian-frino in funzione dello spessore da saldare e suc-cessiva saldatura con processo laser-ibrido ingrado di effettuare, in unica passata, saldatu-re a piena penetrazione fino a 25 mm di spes-sore su acciaio specifico per costruzioni nava-li. Il processo è basato su di un risonatore laserad alta brillanza, che lavora assieme a una tor-cia MAG e un sistema MAG-twin per il riempi-mento dello smusso di saldatura. A titolo esem-plificativo riportiamo in tabella i principaliparametri di processo per la saldatura di mate-riale AH36 (acciaio per costruzioni navali). Sono garantite alte produttività anche per spes-sori elevati in quanto viene eseguita la salda-tura in unica passata impiegando alte densità

N

Risonatore laser IPG PhotonicsYLR 20000 W

MAG e MAG twin FRONIUSPosizione MAG 5 mm prePosizione MAG twin 800 mm postSpessori saldati da 4 a 25 mmVelocità di saldatura Da1 a 6 m/min

I 25 mm di spessorun problema



[ N A V A L E ]

cesso sincronizzata con un illuminatore laseresterno per filtrare opportunamente i disturbi ot-tici. Sul controllore centrale è data la possibili-tà di registrare, nei formati video più comuni,le sequenze di saldatura per una post analisi vi-siva del processo. Per l’analisi della geometriadel giunto da saldare e il conseguente adatta-mento in tempo reale dei parametri di proces-so viene installato un sensore a triangolazionelaser bidimensionale. Per l’analisi della forma edella superficie del cordone di saldatura è instal-lato un sistema di controllo (beam shape) che ri-leva e segnala eventuali difetti macroscopici.

Rilevare la forma del profilo di saldaturaQuanto detto in precedenza, conferma la com-petenza e l’esperienza maturate da TTM in fat-to di gestione ottimale del processo di saldatu-ra laser. L’azienda bresciana detiene per esempioil know how per integrare al meglio sui propri im-pianti di saldatura sensori per inseguimento intempo reale del giunto e la mappatura del giun-to off-line mediante camera coassiale montatasulla testa di saldatura oppure con utilizzo di sen-sori laser esterni. Su questo tipo di impianti TTM, la totale auto-mazione può essere spinta anche al controlloqualità della produzione, mediante l’integrazio-ne di sistemi off-line, quali ultrasuoni ed eddy-current. La generazione automatica di report dianalisi consente un monitoraggio continuo del-la qualità dei giunti saldati.

re non sono


[ T R A S P O R T I ]

osì come in una partita di poker, anchenel mondo del lavoro, davanti alle si-tuazioni “critiche” c’è chi lascia, fa-cendosi trascinare dagli eventi e chi,invece, rilancia e raddoppia. C’è chi,insomma, fronteggia e reagisce allastaticità del mercato facendo scel-te spesso coraggiose che ai più

possono sembrare un azzardo. È ilcaso di Wihelm Göcke che assieme al

figlio Jörg gestisce Göcke UmformtechnikGmbh, realtà specializzata nella realizzazionedi prodotti e produzioni speciali per l’industriadei trasporti che ha deciso di raddoppiare lapropria capacità produttiva, acquistando un se-condo impianto di taglio e saldatura laser per larealizzazione di fogli lamiera con dimensioni nondisponibili sul mercato. Già! È proprio questa laspecializzazione di Göcke, plasmare in modoineccepibile e veloce prodotti secondo gran-dezze o dimensioni insolite che ottiene dall’unio-ne di lamiere più piccole rifilate e saldate assie-me con la più innovativa tecnologia laser.


Investire ancora per tornare acrescereSiamo nel 2007 quando i Göcke, padre e fi-glio, decidono di investire su di un sistemacompletamente automatico TS 4.20 di TubeTech Machinery che permette di ottenere la-miere semilavorate di dimensioni elevate, uti-lizzate nell’industria dei trasporti, in particola-re nel settore ferroviario. Non a caso, conquesto impianto, l’azienda ha conseguito nel2010 dal TÜV NORD la certificazione UNI ENISO 15085, per i processi di saldatura in am-bito ferroviario. L’impianto è inserito in una li-nea automatica per la costruzione delle fian-cate per vagoni di trasporto urbano in acciaio

al carbonio e inossidabile con spessori com-presi tra 1 e 8 mm. L’impianto installato daGöcke impiega una sorgente Trumpf TLF5000in posizione stazionaria. Rifila e salda in auto-matico, trasversalmente, formati fino a 4 mdi larghezza e 20 m di lunghezza con cordo-ni sottili e praticamente senza ritiro. “Offrire soluzioni innovative in tutte le grandez-ze significa dover attualizzare continuamentela produzione” spiega Mr Göcke. “Noi lavoria-mo con un moderno parco macchine che vie-ne continuamente riorganizzato e rinnovato se-condo gli standard tecnici più moderni. Il nostrocontinuo sforzo è di essere sempre innovativi.Ecco il perché della scelta fatta nel 2007 e di

Göcke raddopp

C

Göcke Umformtechnik Gmbh, in Germania, realtà specializ-

zata nella realizzazione di prodotti e produzioni speciali per

l’ industria dei trasporti, ha deciso di raddoppiare la propria

capacità produttiva, acquistando un secondo impianto di

taglio e saldatura laser TTM, un TS 5.12 per la realizzazione

di fogli lamiera con dimensioni non disponibili sul mercato.




possa accadere la stessa cosa e smuovere ilnostro mercato facendolo ripartire nel modogiusto. Se nel 2007 non avessimo installato laTS 4.20, la crisi degli ultimi anni ci avrebbesicuramente colpito in modo più forte e inde-lebile. Le scelte fatte ci hanno invece permes-so di risentirne in modo lieve. Oggi però vo-gliamo tornare a crescere e la scelta della TS5.12 di TTM va in questa direzione.

Taglio e saldatura laserlongitudinaliA differenza della TS 4.20, la TS 5.12 di TTM èuna linea completamente automatica per rea-lizzare grandi formati anche con spessori diver-

quella attuale. Già allora, la crescente richie-sta di grandi formati saldati ha condotto velo-cemente a una decisione, dare un volume diordini all’esterno o tenerli all’interno investen-do in un nuovo impianto di taglio e saldaturalaser. In sostanza la decisione di installare laTS 4.20 è stata la classica scelta “make or buy”:diamo questo lavoro in outsorcing o in futurovogliamo eseguire internamente anche que-sta produzione secondo i nostri elevati stan-dard qualitativi. Il volume degli ordini è così au-mentato nel momento in cui abbiamo decisodi investire in un impianto di questo tipo perpercorrere nuove strade. Speriamo, ma ne sia-mo convinti, che anche con la nuova TS 5.12

La TS 4.20 rifila e salda in automatico formati finoa 4 m di larghezza e 20 m di lunghezza con cor-doni sottili e praticamente senza ritiro. La TS5.12consente, invece, la realizzazione di fogli con lar-ghezza massima fino a 5.000 mm e lunghezza di12 m. La macchina non si limita alla saldatura difogli della stessa dimensione, ma consente di uni-re strisce di diversa larghezza, di materiale diffe-rente e anche di vario spessore, per consentire lacostruzione di un foglio su misura contenendo almassimo il peso e incrementando le capacità re-sistenziali del prodotto finito.

ppia

si e questo completa al meglio le esigenze pro-duttive di Göcke Umformtechnik Gmbh. TS 5.12può unire longitudinalmente lamiere anche dimateriale e spessori diversi fino a 12 m di lun-ghezza. Le applicazioni tipiche dell’impiantosono la saldatura longitudinale di lamiere conelevate caratteristiche meccaniche, quali peresempio i fogli in acciaio alto-resistenziali.L’impianto TS 5.12 carica in maniera automati-ca due o più fogli di lamiera di lunghezza fino a12 m e può combinare più procedure di rifilo esaldatura per ottenere un semilavorato nelle con-figurazioni più diverse, unendo tra loro anchepiù lamiere con lunghezze, larghezze, materia-li e spessori differenti. Anche su questo impian-


to la progettazione meccanica accurata ha con-sentito il trasposto a bordo del carro principaledella sorgente CO2 Trumpf TLF5000. L’idea di base appartenente a questo concettomacchina è quella di realizzare formati ancorapiù larghi di quanto fatto con gli allestimenti pre-cedenti. La TS 5.12 consente, infatti, la realizza-zione di fogli con larghezza massima fino a 5.000mm e lunghezza di 12 m. La macchina non silimita solamente alla saldatura di fogli della me-desima dimensione, ma consente di unire age-volmente strisce di diversa larghezza, di diver-so materiale e anche di diverso spessore, questoper consentire veramente la costruzione di unfoglio su misura contenendo al massimo il pesoe incrementando le capacità resistenziali delprodotto finito.

Anche quest’ultimo è, infatti, un aspetto di rilie-vo soprattutto nel settore del trasporto per il qua-le la tendenza sempre più accentuata è rivoltaappunto alla riduzione dei pesi che equivale auna diminuzione dei consumi abbinata all’incre-mento della capacità resistenziale necessariaper affrontare il tema dell’alta velocità nel set-tore ferroviario. TS 5.12 consente quindi di ali-mentare automaticamente strisce di larghezzaminima 600 mm e massima di 2.600 mm e disaldarle fra loro fino a ottenere il foglio della di-mensione programmata.

Un prodotto finito e garantito Una delle novità salienti introdotte con la nuovamacchina riguarda le metodologie di controllodel processo e di certificazione del prodotto fi-

nito. Una problematica ricorrente per questi pro-dotti è proprio inerente alla qualità della salda-tura. TTM ha fatto un lavoro importante in que-sta direzione e, anche grazie al concettomeccanico che prevede l’utilizzo di due testelaser, TS 5.12 propone per la prima volta dei si-stemi di controllo del processo di saldatura ab-binati a un controllo non distruttivo che certificail prodotto in maniera certa e garantita.Per il controllo in tempo reale della qualità del-la saldatura in esecuzione l’impianto è equipag-giato con un sistema in grado di rilevare i prin-cipali parametri fisici propri del processo disaldatura quali la temperatura del bagno fuso,la formazione del plasma, la quantità di luce ri-flessa.Questi valori vengono elaborati e confrontati co-





stantemente con valori raccolti in un data basetecnologico. Ogni scostamento dei valori rile-vati rispetto ai valori medi di riferimento è ana-lizzato da un software che in automatico de-termina se la saldatura eseguita è conforme edi qualità costante. In alcuni casi e per settorispecifici, però, ciò non è ancora sufficiente. Amolti clienti viene spesso richiesta la certifica-zione del prodotto e per questo motivo le lamie-re saldate devono essere sottoposte a control-li non distruttivi (NDT) successivamente all’attività


TTM offre processi di saldatura la-

ser puro senza materiale d’appor-

to, la soluzione ottimale per salda-

ture di elevata qualità estetica

che riduce al minimo le deformazio-

ni termiche. È inoltre in grado di in-

tegrare processi ibridi, dal L-GMAW

(laser-MAG) al L-GTAW (laser-TIG),

molto indicati quando siano previ-

ste grosse variabilità nelle geome-

trie dei giunti e particolari requisi-

ti sulle durezze.

di saldatura e fuori macchina con ovvie proble-matiche di movimentazione e quindi di tempie costi. TTM ha quindi introdotto in macchina unsistema di controllo a ultrasuoni (US) che, quan-do richiesto, non appena la macchina ha com-pletato il ciclo di saldatura provvede a esegui-re una scansione di tutto il cordone,registrandone i parametri su di un file che potràpoi essere fornito contestualmente alla lamiera,certificandone la qualità. È quindi evidente che,grazie all’introduzione di questi due sistemi di

controllo di processo direttamente inmacchina si garantisce che la saldaturasia conforme con la possibilità, nel casoin cui fattori accidentali abbiano causa-

to non conformità, di riprendere immediata-mente la lamiera e ripetere il processo di rifiloe saldatura per consegnare un prodotto fini-to e garantito.

Individuazione, misura e inseguimento del giunto

TTM integra sui propri impianti di saldatura sen-sori per inseguimento in tempo reale del giun-to e la mappatura off-line dello stesso median-te camera coassiale montata sulla testa disaldatura oppure con utilizzo di sensori laseresterni. La ricostruzione della traiettoria è poiaffidata a un’elaborazione numerica dell’imma-gine gestita dal controllore centrale. L’utilizzodi hardware real-time estremamente veloce,quali FPGA o sistemi multiprocessore, garanti-scono la potenza di calcolo necessaria all’ana-lisi di un numero molto elevato di dati. Su ap-plicazioni molto stringenti, in cui sia necessariovalutare con precisione le caratteristiche geo-metriche del giunto prima della saldatura (qua-li posizione, ampiezza presenza di gap anchemolto stretti), TTM ha sviluppato un software dimappatura basato su triangolatori laser bidi-mensionali a elevata precisione per rilevare laforma del profilo in direzione ortogonale allalinea di saldatura. In questo modo l’impiantoè in grado, in maniera totalmente automatica,di modificare la traiettoria teorica di saldaturain funzione del reale posizionamento del pez-zo e di variare istantaneamente i principali pa-rametri di processo (potenza laser, velocità disaldatura e quantità di materiale di apporto)in funzione delle reali dimensioni del giunto. È inoltre possibile l’installazione del sistema diadduzione filo del tipo PUSH-PUSH, che garan-tisce le massime prestazioni in termini di pre-cisione e rapidità di risposta nel sistema di con-trollo della velocità di avanzamento. È possibilel’utilizzo anche di applicazioni speciali, quali ilsistema wobbling (specchio oscillante) e siste-mi ottici twin-spot. L’utilizzo di queste soluzioninasce dalla necessità di allargare il fascio in di-rezione trasversale alla saldatura oppure di ot-tenere un pre-riscaldo del materiale.

Certificazione raggiunta

La dedizione, la serietà e la professionalità che contraddistinguonoTTM insieme agli importanti risultati che continuamente ottiene, sonogaranzia di massima qualità e di sicura affidabilità. Lo conferma an-che la Certificazione di Qualità & Ambiente secondo le norme UNI ENISO 9001:2008 e UNI EN ISO 14001:2004 che TTM ha raggiunto dainizio anno con l’Ente DNV.


[ P R O S P E T T I V E ]

Tube Tech Machinery S.r.l.Via Bonfadina, 3325046 Cazzago San Martino (BS) ItalyTel. +39 030 7256311 - Fax +39 030 [email protected] www.fondazioneteze.it

Associato UCIMU - Sistemi per Produrre

Quando ho dato vita al gruppo TTM, mi ero posto l’ambizioso obiettivo dicolmare un vuoto presente nel mercato, attraverso lo sviluppo e la realiz-zazione di impianti di saldatura laser per applicazioni speciali. In pochi

anni, con tenacia e determinazione, abbiamo creato per i nostri clienti innovativesoluzioni pensate e realizzate su misura, che ci hanno permesso di raggiungerein breve tempo importantissimi traguardi. Un team di grande professionalità e com-petenza tecnica ci ha permesso di installare numerosi impianti nel mondo, con lamassima soddisfazione da parte dei nostri clienti, ai quali abbiamo consentito con-siderevoli aumenti di produttività garantendo i più elevati standard di qualità.

L’esempio di Göcke riportato in que-sto numero del nostro house organè solo un dei tanti che potremmo ci-tare. Sono quindi fiero di poter affer-

mare che il gruppo TTM ha ora raggiunto l’obiettivo più importante, quello di esse-re considerato come l’eccellenza negli impianti di saldatura laser. Un grande orgoglioper me, e per tutti quelli che prendono parte a questa straordinaria sfida, che por-tiamo avanti ogni giorno con impegno e rinnovata passione.Nulla accade per caso: l’innovazione è il risultato di un lavoro di ricerca e di engi-neering che attinge a tutta l’esperienza, la volontà di confronto, l’intelligenza tec-nologica e la competenza professionale di un territorio e di una cultura industria-le fra le più apprezzate al mondo.TTM è parte integrante e protagonista di questo impegno, che la pone quindi nelruolo di azienda leader nella produzione di macchine e impianti di taglio saldatu-ra laser altamente performanti.

La Tecnologia è lanostra passione

EVENTI

EuroBLECHHannover 23-27 ottobre

EXPOlaser ForumPiacenza 16 novembre

Il campo di Teze è un terreno fertile, dove si seminano idee. Si alimentano con dedizione, si crescono con cura, nella convinzioneche la passione dà sempre buoni frutti.

Teze è un luogo di incontro, dove il piacere del confronto nellaricerca di stimoli e soluzioni è il motore di un nuovo modo di FareImpresa. Un’opportunità per i giovani e per le loro idee.

Una possibilità di favorire confronto, contatto e integrazione fra ideae impresa. Un’apertura “umanistica” alla cultura del fare.

Non sempre una buona idea trova ascoltatori attenti. Teze vuol far crescere buone idee.

www.fondazioneteze.it


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