TTMMagazine. Göcke Umformtechnik Gmbh, I 25 mm di spessore non sono un problema La saldatura di acciai al carbonio di elevato spessore

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1 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 1 Innovation & High Technology TUBE TECH MACHINERY TTMMagazine Numero otto - ottobre Semestrale prodotto da 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 capacità 4 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. 1 TTM - TUBE TECH MACHINERY

2 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 2 [ NAVALE ] I 25 mm di spessor un problema N 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. di potenza (potenza laser elevata concentrata in piccole aree). In queste condizioni, un raffreddamento troppo repentino è causa di formazione di martensite con conseguente aumento della durezza del giunto saldato oltre i limiti accettabili. TTM ha risolto questo problema installando un doppio sistema di pre e post riscaldo per controllare il gradiente di temperatura del giunto. Il sistema è composto da induttori e sensori di temperatura non a contatto (pirometri ottici nell infrarosso), interfacciati con il conell ambito navale, la forte richiesta di automazione e di incremento delle performance degli impianti di produzione degli scafi e dei piani intermedi delle navi, ha spinto l azienda di Cazzago San Martino a mettere a punto un processo di saldatura laser-ibrido per materiali di elevato spessore, che soddisfa pienamente le norme molto stringenti sulle caratteristiche dei giunti saldati in termini di dimensioni, tipologia e spessore dei materiali e di proprietà meccaniche e metallurgiche dei cordoni di saldatura. Per la saldatura di acciai al carbonio di elevato spessore, il processo prevede la preparazione dei lembi da saldare mediante lavorazione meccanica con rapporti diversi tra spalla e cianfrino in funzione dello spessore da saldare e successiva saldatura con processo laser-ibrido in grado di effettuare, in unica passata, saldature a piena penetrazione fino a 25 mm di spessore su acciaio specifico per costruzioni navali. Il processo è basato su di un risonatore laser ad alta brillanza, che lavora assieme a una torcia MAG e un sistema MAG-twin per il riempimento dello smusso di saldatura. A titolo esemplificativo riportiamo in tabella i principali parametri di processo per la saldatura di materiale AH36 (acciaio per costruzioni navali). Sono garantite alte produttività anche per spessori elevati in quanto viene eseguita la saldatura in unica passata impiegando alte densità troller centrale che li sovrintende con algoritmi di gestione delle curve di preriscaldo e raffreddamento. La forma e la potenza degli induttori sono progettate in funzione dello spessore del materiale, dei sistemi di clamping e della loro conducibilità termica. Completano il processo descritto una serie di ulteriori sistemi di monitoraggio. Per avere una visione nitida del keyhole durante l esecuzione della saldatura è installata una camera digitale montata coassialmente alla fibra di pro- Risonatore laser MAG e MAG twin Posizione MAG Posizione MAG twin Spessori saldati Velocità di saldatura IPG Photonics YLR W FRONIUS 5 mm pre 800 mm post da 4 a 25 mm Da1 a 6 m/min 2 TTM - TUBE TECH MACHINERY

3 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 3 [ NAVALE ] re non sono cesso sincronizzata con un illuminatore laser esterno per filtrare opportunamente i disturbi ottici. Sul controllore centrale è data la possibilità di registrare, nei formati video più comuni, le sequenze di saldatura per una post analisi visiva del processo. Per l analisi della geometria del giunto da saldare e il conseguente adattamento in tempo reale dei parametri di processo viene installato un sensore a triangolazione laser bidimensionale. Per l analisi della forma e della superficie del cordone di saldatura è installato un sistema di controllo (beam shape) che rileva e segnala eventuali difetti macroscopici. Rilevare la forma del profilo di saldatura Quanto detto in precedenza, conferma la competenza e l esperienza maturate da TTM in fatto di gestione ottimale del processo di saldatura laser. L azienda bresciana detiene per esempio il know how per integrare al meglio sui propri impianti di saldatura sensori per inseguimento in tempo reale del giunto e la mappatura del giunto off-line mediante camera coassiale montata sulla testa di saldatura oppure con utilizzo di sensori laser esterni. Su questo tipo di impianti TTM, la totale automazione può essere spinta anche al controllo qualità della produzione, mediante l integrazione di sistemi off-line, quali ultrasuoni ed eddycurrent. La generazione automatica di report di analisi consente un monitoraggio continuo della qualità dei giunti saldati. 3 TTM - TUBE TECH MACHINERY

4 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 4 [ TRASPORTI ] Göcke raddopp Göcke Umformtechnik Gmbh, in Germania, realtà specializzata 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. Così come in una partita di poker, anche nel mondo del lavoro, davanti alle situazioni critiche c è chi lascia, facendosi trascinare dagli eventi e chi, invece, rilancia e raddoppia. C è chi, insomma, fronteggia e reagisce alla staticità del mercato facendo scelte spesso coraggiose che ai più possono sembrare un azzardo. È il caso di Wihelm Göcke che assieme al figlio Jörg gestisce Göcke Umformtechnik Gmbh, realtà specializzata nella realizzazione di prodotti e produzioni speciali per l industria dei trasporti che ha deciso di raddoppiare la propria capacità produttiva, acquistando un secondo impianto di taglio e saldatura laser per la realizzazione di fogli lamiera con dimensioni non disponibili sul mercato. Già! È proprio questa la specializzazione di Göcke, plasmare in modo ineccepibile e veloce prodotti secondo grandezze o dimensioni insolite che ottiene dall unione di lamiere più piccole rifilate e saldate assieme con la più innovativa tecnologia laser. Investire ancora per tornare a crescere Siamo nel 2007 quando i Göcke, padre e figlio, decidono di investire su di un sistema completamente automatico TS 4.20 di Tube Tech Machinery che permette di ottenere lamiere semilavorate di dimensioni elevate, utilizzate nell industria dei trasporti, in particolare nel settore ferroviario. Non a caso, con questo impianto, l azienda ha conseguito nel 2010 dal TÜV NORD la certificazione UNI EN ISO 15085, per i processi di saldatura in ambito ferroviario. L impianto è inserito in una linea automatica per la costruzione delle fiancate per vagoni di trasporto urbano in acciaio al carbonio e inossidabile con spessori compresi tra 1 e 8 mm. L impianto installato da Göcke impiega una sorgente Trumpf TLF5000 in posizione stazionaria. Rifila e salda in automatico, trasversalmente, formati fino a 4 m di larghezza e 20 m di lunghezza con cordoni sottili e praticamente senza ritiro. Offrire soluzioni innovative in tutte le grandezze significa dover attualizzare continuamente la produzione spiega Mr Göcke. Noi lavoriamo con un moderno parco macchine che viene continuamente riorganizzato e rinnovato secondo gli standard tecnici più moderni. Il nostro continuo sforzo è di essere sempre innovativi. Ecco il perché della scelta fatta nel 2007 e di 4 TTM - TUBE TECH MACHINERY

5 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 5 [ TRASPORTI ] pia La TS 4.20 rifila e salda in automatico formati fino a 4 m di larghezza e 20 m di lunghezza con cordoni sottili e praticamente senza ritiro. La TS5.12 consente, invece, la realizzazione di fogli con larghezza massima fino a mm e lunghezza di 12 m. La macchina non si limita alla saldatura di fogli della stessa dimensione, ma consente di unire strisce di diversa larghezza, di materiale differente e anche di vario spessore, per consentire la costruzione di un foglio su misura contenendo al massimo il peso e incrementando le capacità resistenziali del prodotto finito. Taglio e saldatura laser longitudinali A differenza della TS 4.20, la TS 5.12 di TTM è una linea completamente automatica per realizzare grandi formati anche con spessori diverquella attuale. Già allora, la crescente richiesta di grandi formati saldati ha condotto velocemente a una decisione, dare un volume di ordini all esterno o tenerli all interno investendo in un nuovo impianto di taglio e saldatura laser. In sostanza la decisione di installare la TS 4.20 è stata la classica scelta make or buy : diamo questo lavoro in outsorcing o in futuro vogliamo eseguire internamente anche questa produzione secondo i nostri elevati standard qualitativi. Il volume degli ordini è così aumentato nel momento in cui abbiamo deciso di investire in un impianto di questo tipo per percorrere nuove strade. Speriamo, ma ne siamo convinti, che anche con la nuova TS 5.12 possa accadere la stessa cosa e smuovere il nostro mercato facendolo ripartire nel modo giusto. Se nel 2007 non avessimo installato la TS 4.20, la crisi degli ultimi anni ci avrebbe sicuramente colpito in modo più forte e indelebile. Le scelte fatte ci hanno invece permesso di risentirne in modo lieve. Oggi però vogliamo tornare a crescere e la scelta della TS 5.12 di TTM va in questa direzione. si e questo completa al meglio le esigenze produttive di Göcke Umformtechnik Gmbh. TS 5.12 può unire longitudinalmente lamiere anche di materiale e spessori diversi fino a 12 m di lunghezza. Le applicazioni tipiche dell impianto sono la saldatura longitudinale di lamiere con elevate caratteristiche meccaniche, quali per esempio i fogli in acciaio alto-resistenziali. L impianto TS 5.12 carica in maniera automatica due o più fogli di lamiera di lunghezza fino a 12 m e può combinare più procedure di rifilo e saldatura per ottenere un semilavorato nelle configurazioni più diverse, unendo tra loro anche più lamiere con lunghezze, larghezze, materiali e spessori differenti. Anche su questo impian- 5 TTM - TUBE TECH MACHINERY

6 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 6 [ TRASPORTI ] to la progettazione meccanica accurata ha consentito il trasposto a bordo del carro principale della sorgente CO2 Trumpf TLF5000. L idea di base appartenente a questo concetto macchina è quella di realizzare formati ancora più larghi di quanto fatto con gli allestimenti precedenti. La TS 5.12 consente, infatti, la realizzazione di fogli con larghezza massima fino a mm e lunghezza di 12 m. La macchina non si limita solamente alla saldatura di fogli della medesima dimensione, ma consente di unire agevolmente strisce di diversa larghezza, di diverso materiale e anche di diverso spessore, questo per consentire veramente la costruzione di un foglio su misura contenendo al massimo il peso e incrementando le capacità resistenziali del prodotto finito. Anche quest ultimo è, infatti, un aspetto di rilievo soprattutto nel settore del trasporto per il quale la tendenza sempre più accentuata è rivolta appunto alla riduzione dei pesi che equivale a una diminuzione dei consumi abbinata all incremento della capacità resistenziale necessaria per affrontare il tema dell alta velocità nel settore ferroviario. TS 5.12 consente quindi di alimentare automaticamente strisce di larghezza minima 600 mm e massima di mm e di saldarle fra loro fino a ottenere il foglio della dimensione programmata. Un prodotto finito e garantito Una delle novità salienti introdotte con la nuova macchina riguarda le metodologie di controllo del processo e di certificazione del prodotto finito. Una problematica ricorrente per questi prodotti è proprio inerente alla qualità della saldatura. TTM ha fatto un lavoro importante in questa direzione e, anche grazie al concetto meccanico che prevede l utilizzo di due teste laser, TS 5.12 propone per la prima volta dei sistemi di controllo del processo di saldatura abbinati a un controllo non distruttivo che certifica il prodotto in maniera certa e garantita. Per il controllo in tempo reale della qualità della saldatura in esecuzione l impianto è equipaggiato con un sistema in grado di rilevare i principali parametri fisici propri del processo di saldatura quali la temperatura del bagno fuso, la formazione del plasma, la quantità di luce riflessa. Questi valori vengono elaborati e confrontati co- 6 TTM - TUBE TECH MACHINERY

7 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 7 [ TRASPORTI ] TTM offre processi di saldatura laser puro senza materiale d apporto, la soluzione ottimale per saldature di elevata qualità estetica che riduce al minimo le deformazioni termiche. È inoltre in grado di integrare processi ibridi, dal L-GMAW (laser-mag) al L-GTAW (laser-tig), molto indicati quando siano previste grosse variabilità nelle geometrie dei giunti e particolari requisiti sulle durezze. Certificazione raggiunta La dedizione, la serietà e la professionalità che contraddistinguono TTM insieme agli importanti risultati che continuamente ottiene, sono garanzia di massima qualità e di sicura affidabilità. Lo conferma anche la Certificazione di Qualità & Ambiente secondo le norme UNI EN ISO 9001:2008 e UNI EN ISO 14001:2004 che TTM ha raggiunto da inizio anno con l Ente DNV. stantemente con valori raccolti in un data base tecnologico. Ogni scostamento dei valori rilevati rispetto ai valori medi di riferimento è analizzato da un software che in automatico determina se la saldatura eseguita è conforme e di qualità costante. In alcuni casi e per settori specifici, però, ciò non è ancora sufficiente. A molti clienti viene spesso richiesta la certificazione del prodotto e per questo motivo le lamiere saldate devono essere sottoposte a controlli non distruttivi (NDT) successivamente all attività di saldatura e fuori macchina con ovvie problematiche di movimentazione e quindi di tempi e costi. TTM ha quindi introdotto in macchina un sistema di controllo a ultrasuoni (US) che, quando richiesto, non appena la macchina ha completato il ciclo di saldatura provvede a eseguire una scansione di tutto il cordone, registrandone i parametri su di un file che potrà poi essere fornito contestualmente alla lamiera, certificandone la qualità. È quindi evidente che, grazie all introduzione di questi due sistemi di controllo di processo direttamente in macchina si garantisce che la saldatura sia conforme con la possibilità, nel caso in cui fattori accidentali abbiano causato non conformità, di riprendere immediatamente la lamiera e ripetere il processo di rifilo e saldatura per consegnare un prodotto finito e garantito. Individuazione, misura e inseguimento del giunto TTM integra sui propri impianti di saldatura sensori per inseguimento in tempo reale del giunto e la mappatura off-line dello stesso mediante camera coassiale montata sulla testa di saldatura oppure con utilizzo di sensori laser esterni. La ricostruzione della traiettoria è poi affidata a un elaborazione numerica dell immagine gestita dal controllore centrale. L utilizzo di hardware real-time estremamente veloce, quali FPGA o sistemi multiprocessore, garantiscono la potenza di calcolo necessaria all analisi di un numero molto elevato di dati. Su applicazioni molto stringenti, in cui sia necessario valutare con precisione le caratteristiche geometriche del giunto prima della saldatura (quali posizione, ampiezza presenza di gap anche molto stretti), TTM ha sviluppato un software di mappatura basato su triangolatori laser bidimensionali a elevata precisione per rilevare la forma del profilo in direzione ortogonale alla linea di saldatura. In questo modo l impianto è in grado, in maniera totalmente automatica, di modificare la traiettoria teorica di saldatura in funzione del reale posizionamento del pezzo e di variare istantaneamente i principali parametri di processo (potenza laser, velocità di saldatura e quantità di materiale di apporto) in funzione delle reali dimensioni del giunto. È inoltre possibile l installazione del sistema di adduzione filo del tipo PUSH-PUSH, che garantisce le massime prestazioni in termini di precisione e rapidità di risposta nel sistema di controllo della velocità di avanzamento. È possibile l utilizzo anche di applicazioni speciali, quali il sistema wobbling (specchio oscillante) e sistemi ottici twin-spot. L utilizzo di queste soluzioni nasce dalla necessità di allargare il fascio in direzione trasversale alla saldatura oppure di ottenere un pre-riscaldo del materiale. 7 TTM - TUBE TECH MACHINERY

8 TTM 08_12_Layout 1 11/10/ Pagina 8 [ PROSPETTIVE ] EVENTI EuroBLECH Hannover ottobre EXPOlaser Forum Piacenza 16 novembre Quando ho dato vita al gruppo TTM, mi ero posto l ambizioso obiettivo di colmare un vuoto presente nel mercato, attraverso lo sviluppo e la realizzazione di impianti di saldatura laser per applicazioni speciali. In pochi anni, con tenacia e determinazione, abbiamo creato per i nostri clienti innovative soluzioni pensate e realizzate su misura, che ci hanno permesso di raggiungere in breve tempo importantissimi traguardi. Un team di grande professionalità e competenza tecnica ci ha permesso di installare numerosi impianti nel mondo, con la massima soddisfazione da parte dei nostri clienti, ai quali abbiamo consentito considerevoli aumenti di produttività garantendo i più elevati standard di qualità. L esempio di Göcke riportato in questo numero del nostro house organ è solo un dei tanti che potremmo citare. Sono quindi fiero di poter affermare che il gruppo TTM ha ora raggiunto l obiettivo più importante, quello di essere considerato come l eccellenza negli impianti di saldatura laser. Un grande orgoglio per me, e per tutti quelli che prendono parte a questa straordinaria sfida, che portiamo avanti ogni giorno con impegno e rinnovata passione. Nulla accade per caso: l innovazione è il risultato di un lavoro di ricerca e di engineering che attinge a tutta l esperienza, la volontà di confronto, l intelligenza tecnologica e la competenza professionale di un territorio e di una cultura industriale fra le più apprezzate al mondo. TTM è parte integrante e protagonista di questo impegno, che la pone quindi nel ruolo di azienda leader nella produzione di macchine e impianti di taglio saldatura laser altamente performanti. La Tecnologia è la nostra passione Il campo di Teze è un terreno fertile, dove si seminano idee. Si alimentano con dedizione, si crescono con cura, nella convinzione che la passione dà sempre buoni frutti. Teze è un luogo di incontro, dove il piacere del confronto nella ricerca di stimoli e soluzioni è il motore di un nuovo modo di Fare Impresa. Un opportunità per i giovani e per le loro idee. Una possibilità di favorire confronto, contatto e integrazione fra idea e impresa. Un apertura umanistica alla cultura del fare. Non sempre una buona idea trova ascoltatori attenti. Teze vuol far crescere buone idee. Tube Tech Machinery S.r.l. Via Bonfadina, Cazzago San Martino (BS) Italy Tel Fax info@ttmlaser.com Associato UCIMU - Sistemi per Produrre