Kolon ve Bomlu Kaynak Sistemleri ve Rüzgar Kulesi İmalatı

👤ATM Kaynak
1. Giriş Tipik ölçüleri ile “Rüzgar Kuleleri” günümüzde 80 m yüksekliğe sahiptirler. Günümüzde artan rüzgar kulesi talebine bağlı olarak üreticiler proseslerini hızlandırmak adına çeşitli yollar geliştirmeye çalıştırmaktadırlar. Bu yazıda hali hazırda dünyadaki üreticilerin en sık kullandığı rüzgar kulesi imalatı prosesi ve bu proseste kullanılan ekipmanlar hakkında bilgiler verilmektedir. 2. İmalat basamakları Tipik bir rüzgar kulesi imalatı için, kolon ve bomlu tozaltı kaynak makinesi, traktörlü tozaltı kaynak makinesi ve çeviricilere ihtiyaç vardır. Tozaltı kaynak yöntemi, diğer konvansiyonel kaynak yöntemlerinden belirgin şekilde hızlı ve güvenilir olduğundan tipik bir rüzgar kulesi imalatı için vazgeçilmez bir yöntem olacaktır. Ancak sistemin taşınmasının güçlüğü ve kaynak pozisyonlarının sınırlanması nedeniyle kaynak makinesi/otomasyon sistemleri üreticileri çeşitli sistemler geliştirerek tozaltı kaynak yönteminin bu sınırlamalarını ortadan kaldırmışlardır. Tipik olarak bir rüzgar kulesi imalatına fabrika Şekil 1’de görüldüğü gibi satın aldığı sacları keserek başlar; sacların kesilmesinde alevle kesim veya plazma kesim yöntemleri kullanılabilmektedir (Şekil 2). Yöntem ne olursa olsun, dikkat edilmesi gereken kesim işlemi sırasında parçaların distorsiyonunun minimize edilmesi ve kesim işleminden sonra kaynak ağızlarının mümkün olduğunca temizlenmesidir. Aksi takdirde kaynak işlemi sırasında oluşacak hataların tamiri hem maliyetleri artırır hem de büyük zaman kayıplarına neden olabilir. İkinci basamak olarak kesilen veya çelik üreticisinden istenilen ölçülerde kaynak ağzı açılmış olarak gelen saclar istenilen konstrüksiyona göre plastik şekil verme işlemine tabi tutulur. Bu kısımda genelde parça kalınlıklarına göre büyük tonajlı tezgahlarda saclar yuvarlatılarak şekil verilir. Bu işlem malzemenin dayanımına ve kalınlığına göre merdanelerin arasından birkaç defa sacın geçirilmesi suretiyle yapılmaktadır (Şekil 3). İstenilen forma kavuşan sac kaynak yerlerinden puntalanarak montajı tamamlanmış bir şekilde tozaltı kaynağına uygun hale getirilir. Kıvrılmış saclar taşınarak kaynak yapılacak yere gelir. Sacların iç ve dış boy kaynakları için kolon ve bomlu tozaltı sistemleri en ideal yol olarak gözükmektedir (Şekil 4). Sacın ağırlığına göre sacın altında bir çevirici olması da işlemi oldukça hızlandıracaktır. Örneğin Şekil 5’teki gibi üstten dış boy kaynağı atılan bir sacın çevirici vasıtasıyla çevrilerek kaynak dikiş yerinin değiştirilip iç taraftan kaynatılmaya hazır hale getirilmesi aynı sistemi bir vinçle kaldırıp çevirmeye harcanacak zamandan oldukça kısa olacaktır (Şekil 6 ve Şekil 7). Üçüncü basamak olarak imalatı tamamlanan parçanın diğer parçalarla birleştirilmesi söz konusu olacaktır. Burada parçaların kaynaktan önce montajlanması sırasında birbirine puntalanması gerekmektedir. Puntalama işleminin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için parçaların sabitlenmesi çok önemlidir. Bu işlem için Şekil 7 ve Şekil 8’de görüldüğü gibi hidrolik olarak parçaları sabitleyen ekipmanların bulunması gerekmektedir. 4 aşama olarak birleştirilen parçaların iç ve dış çevresel kaynaklarının yapılması gerekmektedir. Parçaların dış çevresel kaynaklarında mutlaka kolon ve bomlu bir sistemin kullanılması gerekmektedir. Ayrıca parçaların büyüklükleri ve boyutları hesaba katılırsa bu parçaları çevirmek için ekstra bir ekipmana ihtiyaç duyulacaktır. Bu iş için pozisyoner adı verilen parça ağırlığı ve boyutuna göre farklı türde, parçayı bir veya iki yerinden tutarak sabitleyen büyük çaplı çeviriciler kullanılmalıdır (Şekil 9 ve Şekil 10). Dış çevresel kaynağı yapılan parçanın iç çevresel kaynağı için kullanılabilecek en iyi araç bir toz altı traktörüdür. Ancak burada dikkat edilmesi gereken genelde düz alanlarda kaynak yapmak için tasarlanan traktörlerin parçalarının yuvarlak oluşundan etkilenmesine çalışılmasıdır (Şekil 11 ve Şekil 12). 3. İmalatta kulanılan ekipmanların tanıtımı 3.1. Kolon bom Sistem, ray üzerinde hareket edebilen bir araba üzerine konulmuş olan kolon ve bu kolon üzerinde 4 yönde hareket eden (yukarı-aşağı, ileri-geri) bomdan oluşmaktadır. Bu konstrüksiyona adapte edilen tozaltı kaynak cihazı sayesinde kaynak hızları oldukça artırılabilmektedir. Sisteme ait ana üniteler şunlardır (Şekil 13): • Ray üzerinde hareket eden DC motor tahrikli ve 2 tekerden çekişli araba • Manuel olarak 360 derece döndürülebilen ve pozisyon alınca kilitlenebilen kolon flanşı • Kolonun tepe noktasında bulunan zincir çekmek için tasarlanmış ve güçlendirilmiş bağlantı sistemi ile çalışan AC motor • Zincirin kopmasına karşı önlem olarak mekanik fren tertibatı • DC motor ile dişli sistemi üzerinde hareket eden bom • Kablo taşıyıcı bara • Arabayı ray üzerinde emniyetli bir şekilde tutan özel kelepçe sistemi • Güç ünitesi için platform • Kolon üzerine bağlanmış elektrik kabini • Çok fonksiyonel uzaktan kumanda ünitesi 3.2. Uzaktan kumanda ünitesi Kolon ve bomlu sistemler gibi büyük konstrüksiyonlarda operatörlerin kaynak işlemi sırasında yer değiştirmesini önlemek amacıyla kritik sistemlerin kolay bir biçimde ayarlanabilmesi gerekmektedir. Bu amaçla kaynak makinesi güç ünitesine de adapte edilebilen uzaktan kumandalar bu tip büyük sistemlerde büyük rağbet görmektedir. • Bom aşağı – yukarı • Bom ileri – geri • Araba ileri – geri • Hızlı bom veya araba hareketi • Kaynak start • Kaynak stop • Tel aşağı – yukarı 3.3. Kaynak ağzı iz takip ünitesi Motorize Slide Motorlu slaytları kaynak anında operatöre kolaylık sağlayarak, kaynak izini daha kolay takip etmesini sağlar. Slaytlar ihtiyaca göre değişik boylarda imal edilirler. Otomatik iz takip sistemi ile aşağıda sunulan iz takiplerini yapmak mümkündür. Kaynak ağzı içine yerleştirilen bir metal parmak ile ihtiyaca uygun olan takip şeklini seçmek çok kolay bir işlemdir. Bu metal parmağın bağlı olduğu sensör, kumanda kutusuna gönderdiği datalar ile motorlara yön verir. Sistemin yatay ve düşey eksende çalışabilmesi için motorlu slâytlardan 2 (iki) adet olması gerekmektedir. 3.4. Roller beds (çeviriciler) Silindirik malzemelerin döndürülerek kaynatılması için kullanılan düzeneklerdir. 2 farklı tipte ve değişik taşıma kapasitelerine sahiptirler. 3.4.1 Self aligning Tek bir ünite üzerinde malzemeyi 4 ayrı noktadan kavrar. Ağırlık merkezi dengesiz olan yüklerin çevrilmesi işini sağlıklı bir şekilde yapmak için dizayn edilmişlerdir. Yükün çapı değiştikçe ayar yapmaya gerek olmadan bogili makaraları sayesinde her farklı çapa uyum sağlar. 5 ile 500 ton arasında yükleme kapasitesi olan cihazlara, çapı 500 ile 9000 mm arasında malzeme yüklenebilir. 3.4.2. Konvansiyonel Bu tip çeviriciler, parçaları kavramak ve döndürebilmek için kolay çözümler sunar. 3 ile 500 ton arasında yükleme kapasitesi olan cihazlara, çapı 150 ile 7800 mm arasında malzeme yüklenebilir. Her farklı çap için sistem üzerinde ayar yapmak gereklidir. 4. Sonuç Rüzgar kulesinin parçaları göz önüne alınırsa üreticilerin bu büyüklükteki parçaların imalatında çevirici ve kolon bom sistemleri ihtiyacı olacağı aşikar gözükmektedir. Aksi takdirde konvansiyonel kaynak yöntemleri ile kaynak yapılmaya çalışılması hem zaman kaybına hem de artan işçiliğe bağlı olarak hataların artmasına yol açacaktır.