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Le macchine di intestatura e di saldatura dei nastri in acciaio e in metalli non ferrosi

La società produttiva di ingegneria ENCE GmbH rileva le macchine metallurgiche, che possono essere offerte ai clienti a prezzi competitivi, e sono le macchine di alta qualità rispondendo agli standard internazionali.

Proposta tecnica

La società di engineering ENCE GmbH offre le macchine di intestatura e di saldatura del nastro in acciaio inossidabile, in acciaio legato, in acciaio a basso tenore di carbonio, in acciaio al carbonio, in alluminio, in titanio, in altri metalli non ferrosi e in leghe speciali per le linee di laminazione a freddo dei coils, per le linee di zincatura a caldo, per le linee di verniciatura e di applicazione del rivestimento polimerico, per le linee di decapaggio dei nastri in acciaio, per le linee di trattamento termico dei metalli in rotoli, per le linee di sagomatura e per i tubifici a saldatura elettrica.

Le macchine di intestatura e di saldatura dei nastri vengono utilizzate in stabilimenti siderurgici per i processi tecnologici di finitura dei metalli in rotoli che prevedono l’alimentazione continua dei nastri in rotoli in entrata della linea oppure per le operazioni di giunzione del nastro nel caso del taglio della parte difettosa della stessa.

Le macchine di intestatura e di saldatura offerte dalla società di engineering ENCE GmbH presentano i seguenti vantaggi:

  • Quantità minima di sfrido;
  • Alta produttività in seguito alla riduzione del tempo dell’esecuzione dell’operazione di saldatura;
  • Basso consumo energetico;
  • Alta qualità del cordone di saldatura con l’altezza massima del 10% che non compromette in nessun modo le caratteristiche resistenziali del nastro
  • Ciclo di funzionamento completamente automatico con la possibilità di selezione del regime manuale
  • Diversi metodi di saldatura dei nastri:
    • saldatura per fusione
    • Saldatura a cordone continua
    • Saldatura ad arco elettrico
Modalità d’uso delle macchine industriali di saldatura dell’acciaio in rotoli:
Alimentazione elettrica: corrente alternata 380 V, 3 fasi, 50 Hz.
Larghezza del nastro: fino a 2500 mm
Spessore del materiale: da 0,25 a 12,0 mm
Velocità di saldatura: da 200 a 1 200 mm/min.
Sistema di dispositivi di serraggio: idraulico
Sistema di taglio: idraulico
Avanzamento: dopo l’arresto delle cesoie il centraggio e la saldatura del nastro avvengono in modo automatico.
Velocità in entrata: fino al massimo 6 m/min.
Inverter alimentato in corrente continua

A titolo esemplificativo la società di engineering ENCE GmbH propone di esaminare la macchina di intestatura e di saldatura continua dei nastri in acciai al carbonio e in acciai a basso tenore di carbonio.

Descrizione tecnica e caratteristiche dell’impianto di saldatura del nastro in acciaio
Materiale Acciai saldabili al carbonio e a basso tenore di carbonio
Larghezza massima del nastro 1 550 mm
Larghezza minima del nastro 700 mm
Spessore massimo del nastro 3,0 mm
Spessore minimo del nastro 0,30 mm
Resistenza alla rottura 785 MPa
Limite di elasticità 735 MPa
Altezza della linea di laminazione circa 1 100 mm
Velocità di avanzamento del nastro Fino a 3,5 m/sec
Alimentazione elettrica 380V/3 fasi/50Hz
Velocità della linea Fino a 5,5 m/sec
Tipo di saldatura Giunto continuo a sovrapposizione
Planarità del materiale Max. £ 25 mm sull’onda lunga di 1 000 mm (£2.5%)

La macchina di saldatura a cordone è composta da seguenti componenti:

  • A. Sistema di centraggio del nastro in ingresso:
    • 1. Rullo tenditore in entrata;
    • 2. Banco di sostegno del nastro in entrata;
    • 3. Guide a quattro punti per il nastro in entrata;
    • 4. Sensore delle estremità dei coil.
  • B. Saldatrice:
    • 1. Telaio a С con comando principale:
      • a. Sistema di teste di saldatura con dischi;
      • b. Rulli raddrizzatori;
      • c. Cesoie a doppia lama;
      • d. Sistema di asportazione automatica di sfrido;
      • e. Punzone;
      • f. Attrezzatura per saldatura;
      • g. Sistema di sincronizzazione di correnti;
    • 2. Morse per saldatura in ingresso;
    • 3. Morse per saldatura in uscita;
    • 4. Meccanismo di regolazione della lunghezza del nastro.
    • C. Sistema di centraggio in uscita:
      • 1. Guide a 4 punti per il nastro in uscita;
      • 2. Rullo tenditore in uscita;
    • D. Dispositivi di comando:
      • 1. Quadro di comando dell’operatore;
      • 2. Quadro di comando principale;
      • 3. Valvole di comando, tubazioni e cablaggio;
      • 4. Centrale idraulica autonoma.
    • E. Blocco di recupero autonomo;
    • F. Sistema di raffreddamento a circuito chiuso;
    • G. Cesoia;
    • H. Sistema di lubrificazione;
    • I. Attrezzi speciali;
    • J. Modi di funzionamento della macchina di intestatura e di saldatura:
      • 1. Ciclo manuale;
      • 2. Ciclo automatico.

La macchina di saldatura continua viene installata sul telaio principale, mentre i sottotelai vengono fissati direttamente alle fondazioni della linea.

A. Sistema di centraggio in ingresso

Il sistema provvede al centraggio automatico della testa del nastro in ingresso nella macchina di saldatura. Tale sistema insieme con il sistema di centraggio in uscita garantisce un allineamento molto preciso del nuovo rotolo.

A1. Rullo tenditore

Il rullo tenditore si trova in ingresso della saldatrice. La sua funzione è quella di sostenere e di mantenere il nastro ben centrato. Il rullo è fissato alle cerniere e viene azionato dal cilindro pneumatico. Il rullo si rialza automaticamente quando la testa del nuovo nastro si avvicina alla saldatrice. Il segnale di comando proviene dal sensore di testa del nastro. Il rullo è montato sul supporto. Il suo rivestimento non lascia le tracce sul nastro.

A2. Banco di sostegno del nastro in ingresso

Il banco di sostegno del nastro serve per facilitare la giunzione della coda del nastro in uscita e della testa del nastro del rotolo in entrata nella saldatrice. Il materiale in contatto con il nastro non lascia le tracce sulla sua superficie.

A3. Guida a quattro punti per il nastro in ingresso

La guida del nastro in ingresso è destinata alla centratura della testa del nastro del nuovo rotolo nella saldatrice. Il dispositivo rappresenta una guida composta da quattro piastrine: due piastrine sono installate da parte dell’operatore e due sono da parte del motore. Le piastrine si spostano verso il nastro azionate da un comando a rotazione in senso orario e antiorario e dal motore idraulico. Questo dispositivo è provvisto delle piastrine in quanto durante il processo di centraggio il nastro rimane immobile. Quando la testa del nuovo rotolo si posiziona nella saldatrice il dispositivo di guida, provvisto di fotocellule per localizzazione dei bordi del nastro, viene avviato in modo automatico.

Grazie a tale sistema di centraggio della testa del nuovo rotolo i lembi dei nastri rimangono perfettamente allineati durante il processo di saldatura.

La massima larghezza dell’apertura delle guide laterali è di 1825 mm
A4. Sensore di estremità del nastro

Il sensore è destinato alla rivelazione della coda e della testa dei nastri. Il sensore da il segnale al dispositivo di comando principale della linea per posizionare la coda e la testa nella zona di cesoiatura dell’impianto.

B. Saldatrice
B1. Telaio di base e carrello del telaio a С

Il telaio rappresenta una pesante struttura in acciaio destinata al sostegno e all’orientamento del carrello mobile del telaio a С. Il carrello del telaio a С, che è una robusta struttura a C realizzata in acciaio, fa parte principale della macchina di intestatura e di saldatura. Il telaio a C porta gli elettrodi di saldatura a forma di disco, le cesoie a doppia lama, l’evacuatore di sfridi, il punzone, i rulli di raddrizzatura, i cavi elettrici e il trasformatore di saldatura. Il telaio a C viene messo in funzione dalla vite a ricircolo di sfere collegata tramite il riduttore meccanico al motore a velocità di rotazione variabile. Sul telaio sono sistemate anche le morse per saldatura e il dispositivo di centraggio del nastro.

Il motore del telaio a С: circa 7,5 kW di corrente alternata, velocità di rotazione fino a 1 500 giri/min.
(motore elettrico in esecuzione stagna con raffreddamento ad aria), il motore
è gestito da un driver, la velocità viene regolata nei limiti di ±0.5%
La velocità del telaio a С:     da 1,50 a 15,0 m/min.
B1a. Teste di saldatura

Due teste di saldatura con elettrodi a forma di disco sono posizionate sopra e sotto il nastro. Le teste di saldatura sono riempite con l’olio non conduttivo.

La corrente passa dalla sbarra alla testa di saldatura tramite il cavo flessibile. Il cavo flessibile previene ogni momento torcente sulla testa di saldatura e risulta al 15% più efficace del cavo laminato.

La corrente passa attraverso il conduttore d’argento. La struttura garantisce l’uniformità di distribuzione della corrente su tutta la superficie del conduttore. Ogni disco di saldatura viene azionato dal motore pneumatico che garantisce lo giro del disco prima dell’esecuzione del gunto di saldatura a sovrapposizione e previene eventuali problemi di saldatura. La testa di saldatura è provvista del sistema di raffreddamento ad acqua.

L’unico elemento che viene svintato nel caso della sostituzione del disco di saldatura è il dado che allenta la flangia e il disco di saldatura (tempo di sostituzione è inferiore a 60 sec.).

In seguito ai ripristini eseguiti nel corso dell’esercizio il diametro del disco di saldatura può essere variato. Per effettuare la regolazione in funzione del diametro del disco restaurato il disco inferiore viene rialzato con un volano fino al limite inferiore della parte superiore della morsa inferiore. La posizione del disco inferiore viene regolata tramite il dispositivo a raggi laser montato sul telaio principale dell’impianto a valle della saldatrice. Il disco superiore azionato dal cilindro pneumatico con la valvola proporzionale ad aria si abbassa fino al nastro.

La testa di saldatura viene guidata dall’albero rettangolare con i cuscinetti non conduttivi e le bussole a basso coefficiente di attrito. Questo sistema permette di mantenere la pressione continua garantendo così la pressione di saldatura molto bassa che, in combinazione con saldatura a corrente continua e l’energia elettrica trifase, consente di ottenere una eccellente qualità del cordone, l’alta velocità di saldatura e la possibilità di saldare i nastri molto sottili.

Dischi di saldatura: da ø265 mm a ø320 mm, larghezza ширина-15
Peso del disco di saldatura: circa 11 kg.
Tempo di sostituzione di un disco di saldatura: 1 minuta circa
B1b. Rulli raddrizzatori

I rulli raddrizzatori, sistemati dopo le teste di saldatura, vengono regolati nel corso del ciclo di saldatura. L’altezza del rullo raddrizzatore inferiore viene regolata manualmente. Il rullo raddrizzatore superiore viene azionato dal cilindro pneumatico. La forza di raddrizzatura dei rulli viene regolata con valvola proporzionale. La saldatura e la raddrizzatura avvengono simultaneamente il che permette di ridurre il ciclo completo della macchina e garantire l’uniformità della raddrizzatura in quanto il rapporto saldatura/raddrizzatura rimane costante su tutta la larghezza del nastro.

La cesoia è composta dal cilindro idraulico con la guida e il comando meccanico per la parte superiore e dal cilindo pneumatico con la guida per il sollevamento della lama inferiore. Se il sistema di comando della lama superiore è attivato, la lama inferiore viene fissata nella sua posizione superiore. Nel corso del taglio la lama superiore e quella inferiore si vengono incontro. Le lame sono facilmente smontabili e possono essere sostituite quando il telaio a C è in posizione standby. Nel corso del funzionamento ordinario della linea la lama superiore e quella inferiore non si mettono in contatto con il nastro. Un dispositivo di blocco manuale fissa la lama superiore per prevenire la caduta della stessa durante i lavori di manutenzione. La distanza tra due lame inferiori della cesoia è pari a circa 100 mm.

Lame di cesoie inferiori
Il cilindro delle lame superiori è idraulico
Lame superiori  quattro taglienti
Il cilindro delle lame inferiori idraulico
Lame inferiori due taglienti
B1d. Sistema di scarico automatico degli sfridi

Nel corso del ciclo di saldatura due pezzi tagliati del nastro vengono trasportati tramite l’apposito convogliatore verso il contenitore.

B1e. Punzone

Il punzone fa parte del blocco delle cesoie superiori. Il punzone (cilindro idraulico e cuneo) può essere inserito e disinserito.

Posizione del punzone: il punzone è montato alla distanza di circa 90 mm dall’uscità della saldatrice.

B1f. Trasformatore per saldatura e raddrizzatori
Trasformatore per saldatura con potenza di 400 kW al 50% del carico
Numero allacciamenti 2
Max. intensità di corrente della saldatura 25 000 A
Tensione secondaria 8,1 — 10,8 V
Frequenza 1 000 Hz
Raffreddamento ad acqua

Il trasformatore di saldatura con raddrizzatori a diodi è installato alla parte posteriore del telaio a C. Il trasformatore è protetto contro il surriscaldamento con il circuito di raffreddamento interno ad acqua. La corrente continua per la saldatura viene trasformata dall’inizio e sino all’ultimazione del processo di saldatura. L’inverter trifase assicura una distribuzione più uniforme dell’energia elettrica in ingresso. L’inverter, raffreddato dall’acqua, è installato sulla macchina di intestatura e di saldatura ma non si muove insieme con il telaio a C.

Visto che la saldatura avviene a corrente continua, vicino alle cesoie si forma il campo magnetico. Dopo un lungo periodo di utilizzo questo fenomeno potrà provocare la magnetizzazione del truciolo metallico che si attacca alle lame delle cesoie. Per risolvere questo problema le sbarre conduttrici vicino al trasformatore sono progettate in modo da poter invertire il verso della corrente. Questo permette di prevenire la magnetizzazione delle cesoie ed escludere la necessità di installare i magneti speciali sotto il trasportatore di evacuazione dei trucioli di metallo.

B1g. Sistema di sincronizzazione della corrente

Il sistema di sincronizzazione della corrente eroga la corrente di saldatura quando i dischi di saldatura si mettono in contatto con il nastro e interrompe l’erogazione della corrente quando il disco si allontana dal nastro indipendentemente dalla posizione del nastro nella saldatrice. Grazie a questo sistema la larghezza del nastro in uscita e quella del nastro in ingresso può essere diversa. Le testate dei rotoli vengono individuate in modo indipendente il che permette di stabilire con precisione il momento dell’inizio e della fine di saldatura. Per la rivelazione della fine del nastro vengono impiegate le fotocellule.

B2. Morse in ingresso della saldatrice
Luce orizzontale: 1 930 mm;
Luce verticale: 150 mm;
Movimentazione passo a passo della morsa: servocomando numerico; riduttore ad ingranaggi, viti a ricircolo di sfere con gioco assiale zero, trasduttore di posizione;
Sovrapposizione: da 0 mm a 3,0 mm;
Sovrapposizione: da 0 mm a 3,0 mm;
Carrello: ±50 mm.

Le morse in ingresso mantengono l’estremita del nastro e permettono il suo avanzamento progressivo verso le morse in uscita. Il passo viene regolato dal servocomando, dal trasduttore di posizione e dalle guide a ricircolo di sfere di cui una si trova da parte del motore e l’altra da parte dell’operatore. Questi dispositivi controllano la sovrapposizione di due nastri durante la fase di saldatura e di raddrizzatura. La regolazione avviene automaticamente. Ogni lato può essere regolato in modo indipendente (lato di operatore e lato di motore) per consentire la sovrapposizione a V.

Il corso del carrello della morsa è regolabile il che consente di allineare le estremità dei nastri di stessa larghezza prima e durante la fase di saldatura.

B3. Morse in uscita della saldatrice

Il gruppo di morsa in uscita è costituito dagli stessi elementi del gruppo di morsa in ingresso ma senza la possibilità di movimentazione e di regolazione del carrello. La testa del nastro può essere sollevata o inclinata in modo che le morse in ingresso raggiungano la zona di saldatura. Quando la morsa del nastro in ingresso si posiziona alla zona di saldatura, la morsa del nastro in uscita si abbassa e le estremità di due nastri si sovrappongono. Questo sistema garantisce la giusta sovrapposizione dei nastri e previene il danneggiamento dei lembi durante l’esecuzione dell’operazione.

Luce orizzontale: 1 930 mm
Luce verticale: 100 mm
B4. Riserva di manovrabilità

Prima di effettuare la presa la morsa in uscita viene regolata in funzione dello spessore del nastro. La morsa si avvicina alla zona di taglio se la lamiera è sottile e si allontana nel caso della lamiera grossa il che consente di avere una certa riserva di manovrabilità, aumenta la distanza dall’estremità del nastro da tagliare alla morsa e garantisce la possibilità di saldatura sia delle lamiere sottili che quelle grosse.

C. Sistema di centraggio in uscita

Questo sistema, analoga al sistema di centraggio in ingresso, serve a centrare la coda del nastro in uscita nella macchina di intestatura e di saldatura e garantisce la precisione di tale centraggio.

C1. La guida del nastro in uscita a quattro punti

La guida del nastro in uscita è destinata alla centratura della testa del nastro del nuovo rotolo nella saldatrice. Il dispositivo rappresenta una guida composta da quattro piastrine: due piastrine sono installate da parte dell’operatore e due sono da parte del motore. Le piastrine si spostano verso il nastro azionate da un comando a rotazione in senso orario e antiorario e dal motore idraulico. Questo dispositivo è provvisto delle piastrine in quanto durante il processo di centraggio il nastro del rotolo rimane immobile. Quando la testa del nuovo rotolo è posizionata nella macchina di intestatura e di saldatura il dispositivo di guida, provvisto di fotocellule per localizzazione dei bordi del nastro, viene avviato in modo automatico.

Grazie a tale sistema di centraggio della testa del nuovo rotolo i lembi dei nastri rimangono perfettamente allineati durante il processo di saldatura.

La massima larghezza dell’apertura delle guide laterali è di 1825 mm.
C2. Rullo tenditore in uscita

Il rullo tenditore è installato in uscita della saldatrice ed è destinato al centraggio dell’estremità del rotolo saldato medianta l’inflessione dello stesso. Il dispositivo è fissato sulle cerniere e viene azionato dal cilindro. Il rullo si rialza automaticamente quando il rotolo in esaurimento si trova in posizione giusta. Il rullo è installato sul supporto. Il suo rivestimento non lascia le tracce sul nastro.

D1. Quadro di comando dell’operatore

L’impianto di saldatura è dotato del quadro di commando principale. Sul quadro sono previsti tutti i dispositivi necessari per il comando della saldatrice nonché lo spazio per i dispositivi esterni destinati al comando di funzionamento dell’intera linea. I dispositivi di comando della linea vengono incorporati nell’impianto di intestatura e di saldatura e collegati ai morsetti dell’impianto di saldatura. Il quadro è munito di pulsanti di comando e di indicatori che corrispondono pienamente ai principi dell’interfaccia «uomo-macchina».

Il secondo quadro di comando dell’operatore è destinato al comando manuale e di trova nella zona di punzone.

D2. Quadro di comando principale

Il quadro di comando è un armadio di comando dotato di apparecchiatura elettrica ed installato vicino all’impianto di intestatura e di saldatura o vicino alla saldatrice da parte del motore.

Il pulpito è dotato di:

  • Unità di ingresso e uscita
  • Contattore a tiristori e convertitore
  • Fusibili e interruttori automatici
  • Trasformatori devoltori
  • Illuminazione e connettori

Il comando dell’impianto di intestatura e di saldatura e del processo di saldatura viene eseguito tramite il controllore. É previsto inoltre il notebook industriale con il necessario software.

D3. Valvolame, tubazioni e cabblaggio

Tutte le valvole di comando idraulico e pneumatico sono già preinstallate sulla macchina. Questi dispositivi sono stati testati e collegati con relativi cavi e tubazioni.

D4. Stazione idraulica autonoma

La pressione idraulica viene regolata dalla stazione idraulica autonoma.

E. Sistema di ripristino dei dischi di saldatura

Questo equipaggiamento è destinato al ripristino dei dischi di saldatura (taglio e formazione della nuova sezione). É un sistema autonomo composto da un mandrino con il motore elettrico a corrente alternata e l’utensile per il disco. I dischi di saldatura vengono fissate con l’apposito dispositivo idraulico. Il processo di rigenerazione dura circa 2 minuti. L’equipaggiamento può essere installato vicino alla saldatrice o nel reparto di manutenzione.

F. Raffreddamento ad acqua

Per prevenire il contatto dell’acqua con la saldatrice è stato ideato il raffreddamento ad acqua a circuito chiuso. Il liquido di raffreddamento è la soluzione acquosa senza freon. Il circuito è destinato al raffreddamento del trasformatore ed entrambi i dischi di saldatura che vengono raffreddati tramite le teste di saldatura. L’apparecchiatura di comando fa parte del blocco di comando della saldatrice.

Portata 40 l/min. a 2 bar, serbatoio di 125 l, 7 500 kcal/h, comando 0,75 kW
G. Cesoia

La cesoia è installata sul basamento autonomo in uscita dell’impianto di intestatura e di saldatura. La cesoia è destinata al taglio della testa e della coda del nastro. Essa serve per allineare il bordo ed eliminare l’accumulo di tensione, nonché per asportare gli sfridi nel caso del passaggio dal nastro stretto al nastro largo. Le lame sono progettate in modo da essere usate per i nastri di diverse larghezze fino alla larghezza massima di 280 mm. Le lame possono inoltre tagliare un semicerchio. Gli sfridi cadono nella vaschetta installata sotto l’impianto e sono convogliati con il trasportatore verso l’apposito contenitore.

Profondità di taglio: 150 mm, da entrambi i lati
Lunghezza di taglio: circa 500 mm
Raggio di taglio: circa 288 mm
H. Sistema di lubrificazione

Il lubrificante viene fornito tramite siringa o pompa a tutti i punti di lubrificazione che sono collegati con tubi alla parte frontale dell’impianto di intestatura e di saldatura.

I. Attrezzi speciali

Sono previsti i seguenti attrezzi:

  • Avvitatrice per smontare le lame di cesoie;
  • Portautensile per il ripristino dei dischi di saldatura in ciclo autonomo
  • Utensile per il ripristino dei dischi di saldatura
  • Notebook con il software preinstallato
J. Modi di funzionamento dell’impianto di intestatura e di saldatura

La saldatrice può funzionare sia in modo automatico che in modo manuale.

J1. Istruzioni di comando

Tutti i parametri, compresi i parametri relativi alle funzioni della saldatrice, vengono impostati dal operatore in modo manuale (con pulsanti o tramite schermo tattile o touchscreen). L’impostazione comprende tutte le sequenze di produzione e di posizionamento del nastro.

J2. Ciclo automatico

Tutte le funzioni di sequenza produttiva vengono impostate tramite il PLC della saldatrice (ad esclusione della regolazione del carrello di morsa in ingresso). Tutti i parametri di saldatura vengono impostati manualmente. I dati, compresi quelli relativi allo spessore e al materiale del nastro, pervengono al PLC della saldatrice dal principale quadro di comando della linea.

Risorse energetiche
Energia elettrica. orientativamente 500 A, 380/3/50 corrente alternata
Aria compressa 5 bar, 0,8 M3
Acqua sistema a circuito chiuso, 1–2 litri al mese dell’acqua deionizzata solo per il reintegro
Ulteriori informazioni

Oltre agli impianti di intestatura e di saldatura dei nastri in acciaio e in metalli non ferrosi la società di engineering ENCE GmbH, una vasta gamma di macchinari e di componenti per la laminazione, per le linee di zincatura a caldo e le linee di esecuzione del rivestimento polimerico sul nastro:

Componentistica: