U većini konstrukcija zavareni spojevi omogućuju izradu složenih struktura koje bi bilo teško ili nemoguće izvesti drugim metodama spajanja poput vijaka, zakovica ili lijepljenja. Zbog toga je zavarivanje temeljni proizvodni proces u brojnim industrijskim granama.
Zavarivanje je nezaobilazna tehnologija, ali unatoč velikim prednostima, zavareni spoj često predstavlja najkritičniju točku konstrukcije. Zbog velikog broja zavarenih spojeva u industrijskim proizvodima i konstrukcijama, kontrola kvalitete zavara izuzetno je važna. Neispravan zavar može uzrokovati pukotine, deformacije ili lom konstrukcije, što može dovesti do skupih zastoja u proizvodnji ili ozbiljnih sigurnosnih problema.
Upravo zato moderne industrije sve više koriste napredne metode kontrole, poput 3D mjeriteljstva, skeniranja, mjerenja pomaka i deformacija te ispitivanja materijala, kako bi osigurale pouzdanost i dugotrajnost zavarenih konstrukcija.
S 25 godina iskustva u industrijskom mjeriteljstvu, TOPOMATIKA d.o.o. jedina je tvrtka u regiji koja na jednom mjestu okuplja tehnologije za mjerenje, inspekciju i ispitivanje materijala, uz lokalnu podršku i partnerstva s tvrtkama ZEISS, Hegewald & Peschke, KB Prüftechnik i Vision Engineering. U nastavku članka pokazat ćemo kako se ove tehnologije međusobno nadopunjuju u kontroli i ispitivanju zavarenih konstrukcija.
ARAMIS – kontrola zavara od pozicioniranja do deformacija
ARAMIS je optički sustav za trodimenzionalno mjerenje pomaka i deformacija koji se koristi pri ispitivanju materijala i konstrukcija. U procesu zavarivanja dolazi do zagrijavanja i hlađenja materijala, što može uzrokovati zaostala naprezanja, deformacije, pomake ili promjene oblika konstrukcije. ARAMIS omogućuje da se te promjene precizno izmjere i analiziraju.
Primjer primjene je pozicioniranje dijelova prije zavarivanja, primjerice cijevi ili limova. ARAMIS može uživo u realnom vremenu pokazati točan položaj i orijentaciju komponente prije postupka zavarivanja, a zatim ju možete jednostavno provjeriti ponovno nakon zavarivanja kako bi se utvrdilo je li tijekom zavarivanja došlo do pomaka ili deformacija. Na taj način moguće je analizirati kako proces zavarivanja utječe na konstrukciju i po potrebi prilagoditi tehnologiju zavarivanja ili konstrukciju proizvoda.
Sustav mjeri pomake i deformacije po cijeloj površini objekta, a ne samo u jednoj točki, što omogućuje bolje razumijevanje ponašanja materijala i zavarenih spojeva tijekom opterećenja, ispitivanja ili samog procesa zavarivanja.nog modeliranja od početka.
TRITOP – mjerenje geometrije i deformacija velikih zavarenih konstrukcija
TRITOP je mobilni optički trokoordinatni mjerni sustav za precizno mjerenje 3D položaja točaka na objektu. TRITOP se koristi za provjeru geometrije konstrukcije prije i nakon opterećenja ili montaže, primjerice kod zavarenih okvira ili sanduka.
U praksi se najprije mjeri početno stanje konstrukcije (bez opterećenja), a zatim stanje nakon montaže ili opterećenja. Usporedbom tih mjerenja dobivaju se točni pomaci i odstupanja svake točke, čime se može provjeriti usklađenost s CAD modelom i validirati proračuni (npr. FEM analiza).
Dok ARAMIS daje detaljan uvid u lokalne deformacije i ponašanje materijala, TRITOP omogućuje brzu i preciznu kontrolu ukupne geometrije i globalnih deformacija konstrukcije, posebno kod većih objekata.
SuPAR za brzu i preciznu kontrolu zavara
SuPAR sustav s proširenom stvarnošću se može koristiti za inspekciju zavarenih spojeva i dimenzija zavarene konstrukcije, omogućujući brzo provjeru spojeva i je li svaki zavar u skladu s tehničkim specifikacijama i CAD modelom.
- Automatska kontrola ključnih dimenzija – provjerava položaj i geometriju zavara u sklopu konstrukcije.
- Brza detekcija odstupanja – omogućuje pravovremeno otkrivanje nepravilnosti koje bi mogle utjecati na montažu ili funkcionalnost.
- Podrška za kvalitetu i dokumentaciju – rezultati mjerenja mogu se lako zapisati i usporediti s projektom, što olakšava praćenje i standardizaciju procesa.
Time SuPAR pomaže proizvođačima da skrate vrijeme inspekcije, smanje rizik od grešaka i osiguraju sigurne i pouzdane zavarene konstrukcije.
3D skeniranje i analiza zavara
Za pouzdanu inspekciju zavara potrebno je prikupiti točne podatke o cijeloj konstrukciji. Ručni 3D skener ZEISS T-SCAN hawk 2 omogućuje brzo skeniranje kompletnog okvira ili konstrukcije izravno u proizvodnji ili na terenu, uključujući teško dostupna mjesta. Za još precizniju analizu i kontrolirane uvjete mjerenja koriste se i optički 3D skeneri ATOS, poput ZEISS ATOS Q ili ZEISS ATOS 5, koji omogućuju visoko točnu digitalizaciju geometrije zavara. Ovi sustavi nude fleksibilne mjerne volumene – kod sustava ATOS 5 oni sežu i do 1000 × 1000 mm – što omogućuje mjerenje i većih komponenti uz zadržavanje visoke preciznosti.
Dobiveni 3D podaci analiziraju se u ZEISS INSPECT softveru pomoću Weld Check aplikacije, gdje se odstupanja i potencijalni nedostaci zavara jasno prikazuju, generira se izvještaji na taj način inspekcija zavara postaje brža, ponovljiva i dokumentirana.
Weld Check – softver za digitalnu vizualnu inspekciju zavara
Weld Check app je softverska aplikacija unutar ZEISS INSPECT Pro softvera koja služi za digitalnu vizualnu inspekciju zavarenih spojeva. Nakon što se zavar skenira 3D skenerom, softver automatski analizira geometriju zavara i provjerava njegove karakteristike prema normama kao što je DIN EN ISO 5817. Sustav automatski prepoznaje odstupanja na zavaru, klasificira ih prema zadanim kriterijima i jasno prikazuje zadovoljava li zavar traženu kvalitetu.
Softver omogućuje spremanje referentnih mjerenja, što znači da se isti kriteriji mogu koristiti za kontrolu serije dijelova. Time se osigurava ponovljiv i standardiziran postupak kontrole. Također, moguće je automatski generirati izvještaje, čime se olakšava dokumentiranje i praćenje kvalitete zavarenih spojeva kroz vrijeme.
Na taj način Weld Check smanjuje potrebu za ručnim mjerenjem, ubrzava kontrolu i omogućuje objektivnu i ponovljivu inspekciju zavara.
Ispitivanje čvrstoće i tvrdoće zavarenih spojeva
Osim geometrije i vizualne kontrole, za potpunu procjenu kvalitete zavara potrebno je ispitati i mehanička svojstva spoja. TOPOMATIKA za takve zadatke koristi kidalice Hegewald & Peschke i tvrdomjere KB Prüftechnik.
Primjerice, kod proizvodnje zavarenih čeličnih konstrukcija ili cjevovoda, uzorci zavara se izdvajaju i ispituju na kidalici, gdje se provjerava njihova čvrstoća i ponašanje pri opterećenju – odnosno hoće li doći do loma u zavaru ili u osnovnom materijalu. Paralelno se koristi tvrdomjer za mapiranje tvrdoće u različitim zonama zavara (osnovni materijal, zona utjecaja topline i sam zavar), čime se može utvrditi je li došlo do neželjenih promjena u strukturi materijala tijekom zavarivanja.
Na taj način ova ispitivanja nadopunjuju mjerenja i vizualnu inspekciju te potvrđuju stvarnu mehaničku kvalitetu zavarenog spoja.
Mikrostruktura zavara
Ako kidalica pokaže da je zavar puknuo pri manjem opterećenju nego što je očekivano, metalurška analiza mikroskopom može pokazati je li uzrok previsoka tvrdoća, krhka struktura, poroznost ili nepravilna penetracija zavara.
Na taj način metalurški mikroskop ne služi za mjerenje dimenzija, nego za analizu strukture i uzroka grešaka, te je važan dio laboratorijske kontrole kvalitete zavarenih spojeva.
Ovakva analiza koristi se, primjerice, kada se želi utvrditi zašto je došlo do loma zavara ili provjeriti je li postupak zavarivanja bio ispravan. Pod mikroskopom se mogu vidjeti:
- struktura zavara i osnovnog materijala
- zona utjecaja topline (HAZ)
- pukotine, poroznost i druge mikrogreške
- promjene u strukturi materijala zbog zavarivanja
Potpuna kontrola zavara na jednom mjestu
Kontrola zavarenih konstrukcija ne svodi se samo na jednu metodu ispitivanja. Za pouzdanu procjenu kvalitete zavara potrebno je kombinirati više tehnologija – od vizualne i 3D inspekcije, kontrole dimenzija i položaja, mjerenja deformacija, pa sve do ispitivanja čvrstoće, tvrdoće i mikrostrukture materijala. Tek kombinacijom ovih metoda moguće je dobiti potpunu sliku o kvaliteti zavarenog spoja i dugoročnoj pouzdanosti konstrukcije.
Upravo takav cjelovit pristup nudi TOPOMATIKA, tvrtka koja na jednom mjestu objedinjuje 3D mjeriteljstvo, skeniranje, mjerenje deformacija, ispitivanje materijala i metalografiju. Svi sustavi dolaze uz stručnu podršku, servis i edukaciju. Javite nam se za sastanak i saznajte što je primjenjivo i u Vašoj proizvodnji.
