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

numero Sfoglia:60     Autore:Editor del sito     Pubblica Time: 2021-09-28      Origine:motorizzato Richiesta

La saldatura laser presenta i vantaggi della velocità elevata, della piccola deformazione, del bel cordone di saldatura e dell'elevata resistenza.È ampiamente usato in aviazione, automobile, campo medico e altri.Tra questi, la saldatura per autofusione laser è un processo di saldatura senza contatto senza filo di saldatura, con varie forme del cordone di saldatura e un'eccellente consistenza del cordone di saldatura.Nel campo della lavorazione della lamiera, ha un enorme potenziale di applicazione.Questo articolo si concentra sull'applicazione del design della lamiera nella saldatura laser della struttura scatolare con interfaccia smussata a 45° con flangiatura.


Progettazione di lamiere in struttura scatolata per saldatura laser


Il materiale del corpo della scatola è in acciaio inossidabile 304 spesso 1,5 mm e le dimensioni sono 200 mm × 200 mm × 115 mm.L'angolo di piegatura della scatola è di 90°, 90° e 80° dal basso verso l'alto.La struttura della scatola è mostrata in figura.Ilattrezzatura per il taglio laserper la tranciatura del prodotto è la macchina di taglio laser Trulaser 3040, l'attrezzatura di piegatura è la piegatrice BendCell 5130 e l'attrezzatura di saldatura laser è la saldatrice laser Trulaser Robot 5020.I parametri della saldatura laser sono riportati nella tabella.

Design in lamiera

Processo di saldatura Potenza (W) Velocità (m/min) Sfocatura (millimetro)
Saldatura termica laser 3000 1.8 10

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 levigatura e lucidatura dopo la saldatura.Il processo di follow-up è ingombrante e dispendioso in termini di tempo ed è facile produrre deformazione e penetrazione della saldatura durante il processo di saldatura.Tuttavia, la saldatura laser ha un grande potenziale di applicazione nel campo della saldatura della lamiera grazie alla sua elevata velocità di saldatura, alla piccola deformazione e ai bellissimi cordoni di saldatura.


Tra questi, l'attrezzatura per saldatura laser Trulaser Robot 5020 (di seguito denominata TR5020) ha un enorme vantaggio nelle strutture delle scatole di saldatura.TR5020 integra un sistema di messa a fuoco automatica ad alta precisione sulla sua testa di saldatura in modo che possa passare dalla saldatura laser a penetrazione profonda alla saldatura laser a conducibilità termica in qualsiasi momento nella stessa procedura di saldatura laser, senza modificare la postura del robot.Allo stesso tempo, con la telecamera CCD ad alto ingrandimento integrata nella testa di saldatura, la posizione di messa a fuoco del laser può essere regolata con maggiore precisione, in modo che il cordone di saldatura laser abbia un'eccellente consistenza del cordone di saldatura.Tuttavia, come applicare i vantaggi dell'elevata velocità di saldatura laser, della zona termicamente alterata della saldatura stretta, della piccola deformazione e dell'alta precisione alla saldatura della struttura della scatola è diventato un problema urgente da risolvere.


Nella struttura della scatola saldata in acciaio inossidabile, la saldatura d'angolo della scatola occupa la maggior parte dell'intero processo di saldatura.Per ottenere un cordone di saldatura laser arrotondato, abbiamo ottimizzato la quantità di sovrapposizione della saldatura tradizionale, come mostrato, dove t è lo spessore della piastra, a è la quantità di sovrapposizione, b è la posizione del centro del laser sulla sezione trasversale della scheda, e α è l'angolo di inclinazione del laser.

saldatura laser

Sovrapposizione di saldatura d'angolo migliorata

Design in lamiera

Quantità di sovrapposizione della saldatura laser

La quantità di sovrapposizione ottimizzata viene saldata utilizzando il processo di saldatura a conduzione termica laser.Attraverso il sistema di messa a fuoco automatica TR5020, la quantità di sfocatura è impostata con precisione su 10.00 mm e la precisione di messa a fuoco è 0,01 mm.Posizionando accuratamente il valore b attraverso una telecamera CCD ad alta potenza, è possibile ottenere una saldatura laser arrotondata senza aggiungere filo di saldatura, come mostrato in figura.Lo schema di ottimizzazione del margine di sovrapposizione è adatto per piastre con uno spessore di 3 mm e inferiore e i valori di a, b e α sono determinati dal valore di t.

Design in lamiera

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

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

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Schema schematico della scanalatura di scarico dell'angolo

La struttura del prodotto viene ottimizzata chiamando il blocco del processo di scanalatura di scarico dell'angolo di saldatura laser.Dopo la saldatura laser è possibile ottenere un effetto di saldatura molto pieno e rotondo, non è richiesto quasi alcun trattamento secondario, il che riduce notevolmente i tempi per le successive lavorazioni, come mostrato in figura.

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Schema schematico della progettazione della saldatura laser della scanalatura di scarico dell'angolo

Design in lamiera

Effetto di saldatura laser effettivo della scanalatura di scarico dell'angolo


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


Nella struttura scatolata saldata in acciaio inossidabile, a causa della deformazione per flessione, è difficile chiudere saldamente all'interfaccia dello smusso a 45° della flangiatura.Come mostrato in A nella figura, la saldatura laser è estremamente difficile da gestire.Pertanto, il design dell'interfaccia influenzerà direttamente la qualità della saldatura della struttura della scatola.Allo stesso tempo, ci sarà un grande divario in B, che è difficile da gestire con la saldatura laser diretta.

Design in lamiera

Schema 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, durante lo sviluppo, utilizzare la superficie finale come riferimento per riempire la parte precedentemente tagliata, come mostrato in figura.In B nella figura, due superfici a gradini sono sfalsate per aumentare la quantità di compensazione del metallo e compensare lo spazio qui prodotto, come mostrato nella figura.

Design in lamiera

Schema schematico del design della lamiera per l'interfaccia smussata a 45° flangiata

L'immagine sotto mostra l'effetto dopo la saldatura laser effettiva.Dalla figura si può vedere che l'interfaccia è ben chiusa, il che soddisfa pienamente i requisiti del processo di saldatura laser.La superficie del cordone di saldatura è bella, la transizione è naturale e non si verificano fenomeni come l'affondamento e la saldatura.Anche la B nella figura è ben riempita.

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