2 segreti sull'applicazione della progettazione di lamiera nella struttura della scatola di saldatura laser

La saldatura laser presenta i vantaggi di velocità rapida, piccola deformazione, bella cucitura di saldatura e alta resistenza. È ampiamente utilizzato nei campi aeronautici, automobilistici, medici e altri. Tra questi, la saldatura di auto-fusione laser è un processo di saldatura senza contatto senza filo di saldatura, con varie forme di cucitura di saldatura e eccellente consistenza di cucitura di saldatura. Nel campo della produzione di lamiera, ha un enorme potenziale di applicazione. Questo articolo si concentra sull'applicazione della progettazione di lamiera nella saldatura laser della struttura della scatola con interfaccia miterata a 45 ° con flangia.

Design in lamiera nella struttura della saldatura laser

Il materiale del corpo in scatola ha un acciaio inossidabile 304 di spessore 1,5 mm e la dimensione è 200 mm × 200 mm × 115 mm. L'angolo di flessione della scatola è di 90 °, 90 ° e 80 ° dalla parte inferiore all'alto. La struttura della scatola è mostrata nella figura. Il Attrezzatura da taglio laser Per il blanking del prodotto è la macchina da taglio laser 3040, l'attrezzatura di flessione è Bendcell 5130 Maglietta e l'attrezzatura di saldatura laser è la saldatura a laser robot 5020. I parametri di saldatura laser sono mostrati nella tabella.

Nel tradizionale processo di saldatura della struttura della scatola in acciaio inossidabile, per ottenere prodotti di saldatura più belli, di solito è necessario eseguire un trattamento di macinazione e lucidatura dopo la saldatura. Il processo di follow-up è ingombrante e richiede tempo ed è facile produrre deformazione di saldatura e penetrazione di saldatura durante il processo di saldatura. Tuttavia, la saldatura laser ha un grande potenziale di applicazione nel campo della saldatura in lamiera a causa della sua velocità di saldatura rapida, delle piccole deformazioni e delle belle cuciture di saldatura.

Tra questi, Trulaser Robot 5020 (di seguito denominato attrezzatura per saldatura laser TR5020) ha un enorme vantaggio nelle strutture della saldatura. TR5020 integra un sistema di messa a fuoco automatico ad alta precisione sulla sua testa di saldatura in modo che possa passare da una saldatura a penetrazione profonda laser e saldatura a conducibilità termica laser in qualsiasi momento nella stessa procedura di saldatura laser, senza cambiare la postura del robot. Allo stesso tempo, con la fotocamera CCD ad alta magnificazione integrata nella testa di saldatura, la posizione di messa a fuoco laser può essere regolata in modo più accurato, in modo che la cucitura di saldatura laser abbia un'eccellente coerenza della saldatura. Tuttavia, come applicare i vantaggi dell'elevata velocità di saldatura laser, della zona stretta della saldatura colpita dal calore, delle piccole deformazioni e dell'alta precisione alla saldatura della struttura in scatola è diventato un problema urgente da risolvere.

Nella struttura della scatola in acciaio inossidabile saldato, la saldatura al filetto della scatola occupa la maggior parte dell'intero processo di saldatura. Al fine di ottenere una cucitura di saldatura laser arrotondata, abbiamo ottimizzato la quantità di sovrapposizione di saldatura tradizionale, come mostrato, dove t è lo spessore della piastra, A è la quantità di sovrapposizione, B è la posizione del centro laser sulla sezione trasversale della scheda e α è l'angolo di inclinazione laser.

Weld di filetto migliorato sovrapposizione

Importo della saldatura laser

L'importo della sovrapposizione ottimizzato viene saldato utilizzando il processo di saldatura della conduzione termica laser. Attraverso il sistema di messa a fuoco automatico TR5020, la quantità di defocus viene impostata accuratamente su 10,00 mm e l'accuratezza della messa a fuoco è di 0,01 mm. Posizionando accuratamente il valore B attraverso una fotocamera CCD ad alta potenza, è possibile ottenere una saldatura laser arrotondata senza aggiungere filo di saldatura, come mostrato nella figura. Lo schema di ottimizzazione del margine del giro è adatto a piastre con uno spessore di 3 mm e inferiore e i valori di A, B e α sono determinati dal valore di T.

Diagramma schematico dell'ottimizzazione del margine del giro e effetto effetto saldatura laser

Nella struttura della scatola in acciaio inossidabile saldato, anche l'ottimizzazione della scanalatura di rilievo d'angolo è estremamente importante, che influisce direttamente sull'effetto inferiore della struttura della scatola. Nel tradizionale processo di saldatura, vengono generalmente utilizzate scanalature rettangolari o di rilievo angolare. Tuttavia, questo tipo di scanalatura di rilievo d'angolo è molto facile da causare la penetrazione o un riempimento della saldatura durante la saldatura laser. Il diagramma schematico della scanalatura di rilievo d'angolo è mostrato nella figura seguente.

Diagramma schematico del groove di rilievo d'angolo

La struttura del prodotto è ottimizzata chiamando il blocco di processo di scanalatura per salvataggio ad angolo di saldatura laser. Dopo la saldatura laser, è possibile ottenere un effetto di saldatura molto completo e rotondo, è necessario quasi nessun trattamento secondario, che riduce notevolmente il tempo per la successiva elaborazione, come mostrato nella figura.

Diagramma schematico del design della saldatura laser della scanalatura di rilievo d'angolo

Effetto di saldatura laser effettiva del sollievo ad angolo

Progettazione dell'interfaccia smussata a 45 ° per la flangia della struttura della scatola di saldatura laser

Nella struttura della scatola in acciaio inossidabile saldato, a causa della deformazione di flessione, è difficile chiudere strettamente l'interfaccia conico a 45 ° della flangia. Come mostrato in una figura, la saldatura laser è estremamente difficile da gestire. Pertanto, la progettazione dell'interfaccia influenzerà direttamente la qualità di saldatura della struttura a scatola. Allo stesso tempo, ci sarà un grande divario a B, che è difficile da gestire mediante saldatura laser diretta.

Diagramma schematico della struttura prima dell'ottimizzazione

Per questo tipo di situazione, abbiamo ottimizzato la struttura della scatola. Durante la progettazione, tagliare il metallo della superficie a gradini, quindi estendere due piccole superfici a gradini, come mostrato nella figura. Quindi, quando si dispiega, usa la superficie finale come riferimento per riempire la parte precedentemente tagliata, come mostrato nella figura. A B nella figura, le superfici a due passi sono sfalsate per aumentare la quantità di compensazione del metallo e compensare il divario prodotto qui, come mostrato nella figura.

Diagramma schematico della progettazione di lamiera per l'interfaccia smussata a 45 ° flangiata

L'immagine seguente mostra l'effetto dopo la saldatura laser effettiva. Dalla figura si può vedere che l'interfaccia è strettamente chiusa, il che soddisfa completamente i requisiti del processo di saldatura laser. La superficie della cucitura della saldatura è bella, la transizione è naturale e non esiste un fenomeno come l'affondamento e la saldatura. Anche la B nella figura è ben riempita.