Kot nastajajoča tehnologija obdelave kovin lahko tehnologija laserskega varjenja doseže varilno obdelavo različnih kovinskih materialov in ima široko paleto aplikacij v kovinskopredelovalni industriji. Tehnologija laserskega varjenja zbira laserski žarek z visoko gostoto energije s pomočjo principa laserske reakcije, za katerega sta značilni visoka hitrost in natančnost in se pogosteje uporablja v podjetjih za natančno obdelavo kovin. Da bi pospešili inovativni razvoj komercialnih klimatskih naprav, je GREE uvedel lasersko varjenje, da bi zagotovili nov način obdelave in izdelave pločevinastih delov za komercialne klimatske naprave in dodatno povečali konkurenčnost kakovosti izdelkov.
Ozadje uporabe laserskega varjenja
Industrija klimatskih naprav trenutno uporablja varjenje v zaščitnem plinu, obločno varjenje, reakcijsko varjenje in druge metode varjenja za doseganje tesnjene kombinacije delov pločevine. Ker pa imajo zgoraj navedene varilne metode disperzijo izhodne energije, difuzijo in druge značilnosti, so na splošno slaba kakovost zvara, delovna intenzivnost osebja, slabo delovno okolje in druge težave, ki jih spremljajo varilni brizgi, je treba iti skozi post- plosko brušenje v procesu, ki povzroča nenehno zvišanje stroškov varjenja, ne prispeva k dolgoročnemu razvoju podjetij in tehnološkim inovacijam.
Eksperimentalna študija laserskega varjenja
Pilotna študija laserskega varjenja GREE se je začela z deli tipa električne krmilne omarice z namenom zamenjave tradicionalnega varjenja z zaščito pred plinom CO2 z uporabo laserskega varjenja. Surovina za dele električne krmilne omarice je vroče pocinkana pločevina, običajno debela med 1.0 in 3.0 mm, predvsem ob upoštevanju pravilnejše oblike te vrste električnega krmiljenja. škatlastih delov je zvarni šiv prostorsko ravno porazdeljen, njegov tridimenzionalni pogled je prikazan na sliki. Prevelike globine zvarov lahko privedejo do tega, da so deli zvarjeni skozi, dodajanje dodatnih operacij, kot je sekundarno varjenje z polnilom, kakovost varjenja z polnilom pa je izjemno zahtevna, kadar gre za dele, neprepustne za pline in za vodo. Če je globina zvara premajhna, je lahko višina zvara previsoka, kar poveča količino dela, potrebnega za naknadno brušenje. Zato se za razmerje med globino zvara in hitrostjo varjenja moč laserja v eksperimentalnih raziskavah pogosto uporablja za nadzor spremenljive metode, pri različni moči laserskega varjenja pa je razmerje med globino zvara in hitrostjo varjenja prikazano na spodnji sliki.
Praktična uporaba laserskega varjenja
Uporaba v komercialnih komponentah posod za vodo
Kot ključni del komercialne vodno hlajene enote je še posebej pomembno varjeno tesnjenje delov vodne posode. Ti deli se večinoma uporabljajo za zbiranje krožeče odpadne vode iz vodno hlajene enote, lupina je izpostavljena visokemu vodnemu tlaku in mora izpolnjevati zahteve glede odpornosti proti koroziji.
V primerjavi s tradicionalnimi materiali iz ogljikovega jekla imajo materiali iz nerjavečega jekla visoko upornost in visok koeficient toplotnega raztezanja v kombinaciji z varilnimi metalurškimi značilnostmi materiala, sedanja proizvodnja komercialnih vodnih delov večinoma uporablja postopek uporovnega točkovnega varjenja in način obločnega varjenja. obstajajo določene težave in pomanjkljivosti, predvsem: čeprav lahko uporovno točkovno varjenje učinkovito zmanjša varilno deformacijo delov pladnja za vodo, so na zvarnih spojih očitne oznake vdolbin, število zvarjenih spojev pa je veliko, kar vpliva na doslednost kakovosti dele in poveča delovno obremenitev kasnejšega postopka brušenja. Uporovno točkovno varjenje je diskretna in neodvisna oblika točkovne povezave, postopek točkovnega varjenja tesnjenja strukture delov posode za vodo pa je slabo. Čeprav lahko z ročnim obločnim varjenjem dosežemo neprekinjeno tesnilno varjenje, kot je prikazano spodaj, vendar deformacija obločnega varjenja nerjavnega jekla, a la Veliko število obločnih varjenj bo povzročilo toplotno deformacijo delov plošče, ki sprejema vodo, kar bo vplivalo na položaj najnižje točke celotnega dela, kar bo povzročilo dolgotrajno shranjevanje vode v delih, kar ne prispeva k dolgoročnemu stabilnemu delovanju. vodno hlajenih enot.
Zahteve glede uporabe laserskega varjenja na upogibnem robu preostalega šiva so visoke, na splošno 1500 W laser zahteva širino zvara 2,5 mm ali manj. Če je zvar preširok, lahko pride do preboja zvara, praznih zvarov in deformacij, vzporednost celotnega zvara pa je treba ohraniti na splošno dosleden način. V nasprotnem primeru bo prišlo do nestabilnega polnjenja z žico, kar bo povzročilo majhno vrzel v odsek višine varjenja je velik, srednji del samo za izpolnjevanje zahtev, medtem ko je vrzel med velikim koncem praznega zvara, ki resno vpliva na kakovost delov, je treba sekundarno varjenje s polnilom izvesti ročno, vendar zmanjša učinkovitost proizvodnje.
Lasersko varjenje olajša tudi zmanjšanje ali odpravo delovne obremenitve brušenja po procesu. S pravilnimi nastavitvami parametrov varjenja je mogoče zmanjšati višino varjenja in celo doseči ravnost 0,1 mm, kar je dobro za brušenje nerjavečega jekla. Ker sta trdota in trdnost nerjavečega jekla 304 več kot 5-krat več kot pri navadni pocinkani pločevini, količina porabljenih brusilnih plošč in količina vloženega dela sta znatno višja. Brušenje zvara višine 1,2 mm, dolžine 100 mm zvara iz nerjavečega jekla zahteva povprečno 5 minut, neprekinjeno brušenje ne le povečuje delovno intenzivnost operaterja, povečuje pa tudi proizvodne stroške izdelka, kar ni optimistično za razvoj podjetij. Deli iz nerjavečega jekla so po varjenju ročno polirani, kot je prikazano spodaj.
Da bi spremenili obstoječi proces, smo s komunikacijo in sodelovanjem z naprednimi proizvajalci laserske opreme doma in v tujini razvili šestosni industrijski robot, avtomatsko lasersko varilno pištolo in krmilni sistem za podajanje žice, fleksibilno delovno mizo z vpenjalom, integrirano s programabilno demonstracijo in Rešitev za avtomatsko lasersko varjenje z učenjem. Rešitev omogoča hitro vpenjanje in pozicioniranje različnih serij delov z oblikovanjem prilagodljivih vpenjal za sinhronizacijo hitre menjave delov. Varilna pot se uči s pomočjo ročnega robotskega končnega gorilnika, kar omogoča avtomatizirano varilne operacije bistveno manj zahtevne in zmanjšajo vložek specializiranih varilcev.
Trenutna uporaba šestosnega robotskega laserskega varilnega sistema za varjenje delov pladnja za vodo, kot je prikazano na sliki, varilna moč 1500 W, povprečna hitrost varjenja 1,4 m/min, celotno vpenjanje in pozicioniranje stane 5 minut, ročno poučevanje in programiranje stane 10 minut, postopek varjenja 2 minuti, druge prilagoditve so trajale 8 minut, začetno varjenje posameznih delov vodne posode je trajalo 25 minut, zaradi ponovnega varjenja te vrste Ker za ponovno varjenje dela ni potrebno nobeno učenje in druge prilagoditve, povprečni čas, porabljen za posamezen del pladnja za vodo, je 7 minut v masovni proizvodnji, za naknadni proces pa ni potrebno brušenje, niso potrebni specialisti za varjenje, stroški postopka pa so zmanjšani za več kot 25 odstotkov.
Aplikacije v komercialnih podpornih komponentah okvirja
Kot okostje konstrukcije komercialnega zunanjega stroja je veliko delov podpornega okvirja, ki so zasnovani v dolgi škatlasti strukturi za lažjo montažo in nosilnost. Ker ima ta vrsta dela predvsem vlogo podpore okvirja znotraj škatle ni v neposrednem stiku z zunanjim okoljem in zato nima visokih zahtev glede odpornosti proti koroziji. Pocinkana plast pocinkane pločevine ne zagotavlja samo fizične zaščite, temveč tudi elektrokemično zaščito jeklene podlage, zaradi česar je cenovno ugodna. učinkovit jekleni material.
Pocinkana plast pocinkane pločevine ne zagotavlja samo fizične zaščite, ampak tudi elektrokemično zaščito jeklene podlage, zaradi česar je stroškovno učinkovit jekleni material. Razlog za to je velika razlika v fizikalnih lastnostih cinkove prevleke in osnovnega ogljikovega jekla. med varjenjem pocinkane jeklene pločevine (cinkova prevleka ima tališče 420 stopinj in vrelišče 908 stopinj, medtem ko ima osnovno jeklo tališče 1300 stopinj in vrelišče 2861 stopinj). Uparjanje cinkova prevleka je torej pred taljenjem osnovnega jekla, pojav, ki lahko pomembno vpliva na postopek varjenja in kakovost pocinkane jeklene pločevine.
Trenutno so trije glavni postopki varjenja za dele podpornega okvirja uporovno točkovno varjenje, elektroobločno varjenje in lasersko varjenje. Pri uporovnem točkovnem varjenju je zaradi prisotnosti pocinkane plasti elektroda dovzetna za legiranje s cinkovo plastjo med varjenjem, kar pospeši oksidacijski proces na površini bakrene elektrode in od operaterja zahteva nenehno poliranje konice elektrode, s čimer se zmanjša življenjska doba bakrene elektrode. Pri ročnem obločnem varjenju je zaradi nizkega vrelišča cinka, ko oblok najprej dotakne pocinkane plasti, cink hitro izhlapi in nastala cinkova para se izvrže navzven, kar lahko zlahka povzroči nastanek delcev žlindre, poroznosti in brizganja pri varjenju, kar povzroči velike razlike v ravnosti površine zvara, kar poveča delovno obremenitev po proces brušenja in velika nevarnost za kakovost delov, ki morajo biti neprepustni za plin in vodotesni, kot je prikazano na spodnjem diagramu. Obstaja mor očiten pojav izhlapevanja cinkove plasti v zvaru delov, zvarjenih z ročnim obločnim varjenjem, zlasti v bližini srednjega in zadnjega dela, kjer je večji bazen staljenega pršila, kar vodi do pojava težav s kakovostjo, kot so tumorji zvara in poroznost.
Uporaba laserskega varjenja ne samo izboljša trdnost in togost zvara, ampak tudi rešuje probleme tradicionalnega uporovnega točkovnega varjenja pri varjenju pocinkane jeklene pločevine in jeklene pločevine visoke trdnosti, kot so velika varilna deformacija, nizka ravnost zvarnega spoja, enostavna izdelava vrzeli in zmanjšana trdnost osnovnega materiala. Komercialni podporni deli okvirja pri uporabi postopka laserskega varjenja, ker ima lahko laser veliko energijsko gostoto v majhni vrzeli pod penetracijo zvara, tako da je zvar oblika za Prekinjeno varjenje, glede na mehanske lastnosti preskusnih podatkov, je lahko uporaba laserskega varjenja po trdnosti zvara približno 30 odstotkov višja od uporovnega točkovnega varjenja, kot je prikazano na spodnji sliki.
