Kao nova tehnologija obrade metala, tehnologija laserskog zavarivanja može postići obradu zavarivanja različitih metalnih materijala i ima širok spektar primjena u metaloprerađivačkoj industriji. Tehnologija laserskog zavarivanja prikuplja laserski snop velike gustine energije kroz princip laserske reakcije, koji se odlikuje velikom brzinom i preciznošću i češće se koristi u kompanijama za preciznu obradu metala. Kako bi ubrzao inovativni razvoj komercijalnih klima uređaja, GREE je uveo lasersko zavarivanje kako bi osigurao novi način obrade i proizvodnje limenih dijelova za komercijalne klima uređaje i dodatno poboljšao konkurentnost kvaliteta proizvoda.
Pozadina primjene laserskog zavarivanja
Industrija klimatizacije trenutno koristi zavarivanje zaštićeno plinom, elektrolučno zavarivanje, reakcijsko zavarivanje i druge metode zavarivanja kako bi se postigla zapečaćena kombinacija dijelova od lima. Međutim, zbog gore navedenih metoda zavarivanja imaju disperziju izlazne energije, difuziju i druge karakteristike, generalno postoji loš kvalitet zavara, intenzitet rada osoblja, loše radno okruženje i drugi problemi, a praćeni prskanjem zavarivanja, potreba da se prođe naknadno. proces brušenja ravno, što rezultira kontinuiranim povećanjem troškova zavarivanja, ne pogoduje dugoročnom razvoju poduzeća i tehnološkim inovacijama.
Eksperimentalno proučavanje laserskog zavarivanja
Pilot studija GREE laserskog zavarivanja započela je s dijelovima tipa električne upravljačke kutije s ciljem zamjene tradicionalnog zavarivanja zaštićenog CO2 plinom primjenom laserskog zavarivanja. Sirovi materijal za dijelove električne upravljačke kutije je vruće pocinčani lim, uglavnom debljine između 1.0 i 3.0 mm, uglavnom uzimajući u obzir pravilniji oblik ove vrste električne kontrole kutijastih dijelova, zavareni šav je prostorno pravo distribucijsko stanje, njegov trodimenzionalni prikaz je prikazan na slici. Prekomjerne dubine zavarivanja mogu dovesti do zavarivanja dijelova, dodajući dodatne operacije kao što je sekundarno zavarivanje punila, a kvalitet zavarivanja punila je izuzetno zahtjevan kada se radi o plinootpornim dijelovima zatvorenim za vodu. Ako je dubina zavara premala, visina zavara može biti previsoka, što povećava količinu posla potrebnog za brušenje nakon procesa. Stoga se za odnos između dubine zavara i brzine zavarivanja, snage lasera, u eksperimentalnim istraživanjima često koristi za kontrolu varijabilne metode, pri različitim snagama laserskog zavarivanja, odnos između dubine zavara i brzine zavarivanja prikazan je na donjoj slici.
Praktične primjene laserskog zavarivanja
Primjena u komercijalnim komponentama posude za vodu
Kao ključni dio komercijalne vodeno hlađene jedinice, zavareno zaptivanje dijelova posude za vodu je posebno važno. Ovi dijelovi se uglavnom koriste za prikupljanje cirkulirajuće otpadne vode iz vodeno hlađene jedinice, školjka je podvrgnuta visokom pritisku vode i mora zadovoljiti zahtjeve otpornosti na koroziju.
U poređenju s tradicionalnim materijalima od ugljičnog čelika, materijali od nehrđajućeg čelika imaju visoku otpornost i visok koeficijent toplinske ekspanzije, u kombinaciji sa metalurškim karakteristikama materijala za zavarivanje, trenutna proizvodnja komercijalnih dijelova posude za vodu uglavnom koristi proces zavarivanja otpornim točkama plus način procesa elektrolučnog zavarivanja. postoje određeni problemi i nedostaci, uglavnom: iako otporno točkasto zavarivanje može učinkovito smanjiti deformaciju zavarivanja dijelova posude za vodu, na zavarenim spojevima postoje očigledni tragovi udubljenja, a broj zavarenih spojeva je velik, što utiče na konzistentnost kvaliteta dijelova i povećava radno opterećenje kasnijeg procesa brušenja. A otporno točkasto zavarivanje je diskretna i nezavisna forma tačkastog povezivanja, proces točkastog zavarivanja zaptivanja strukture dijelova posude za prikupljanje vode je loše. Iako se ručnim lučnim zavarivanjem može postići kontinuirano zavarivanje, kao što je prikazano u nastavku, ali deformacija lučnog zavarivanja nehrđajućeg čelika, a la Veliki broj elektrolučnog zavarivanja će uzrokovati termičku deformaciju dijelova ploče za prijem vode, utječući na položaj najniže tačke cijelog dijela, što rezultira dugotrajnim skladištenjem vode u dijelovima, ne pogoduje dugoročnom stabilnom radu vodeno hlađenih jedinica.
Upotreba laserskog zavarivanja na rubu savijanja zaostalih šavova zahtjevi su visoki, općenito 1500W laser zahtijeva širinu vara od 2,5 mm ili manje. Ako je zavar preširok, može doći do prodora zavara, praznih zavara i deformacija, a paralelnost cijelog zavara mora se održavati na općenito dosljedan način. U suprotnom će doći do nestabilnog punjenja žice, što će rezultirati malim zazorom u dio visine zavarivanja je velik, srednji dio samo da bi se ispunili zahtjevi, dok razmak između velikog kraja praznog vara, ozbiljno utječe na kvalitetu dijelova, sekundarno zavarivanje punila mora se izvoditi ručno, ali smanjiti efikasnost proizvodnje.
Lasersko zavarivanje također olakšava smanjenje ili eliminaciju radnog opterećenja brušenja nakon procesa. Sa pravim postavkama parametara zavarivanja, moguće je smanjiti visinu zavarivanja, pa čak i postići ravnost od 0.1 mm, što je blagodat za brušenje nehrđajućeg čelika. Pošto je tvrdoća i čvrstoća nehrđajućeg čelika 304 više od 5 puta više od običnog pocinčanog lima, količina potrošenih brusnih diskova i obim posla su znatno veći. Brušenje šava visine 1,2 mm, dužine šava od nerđajućeg čelika od 100 mm zahteva u proseku 5 min, kontinuirani rad brušenja ne samo da povećava intenzitet rada operatera, ali i povećava troškove proizvodnje proizvoda, što nije optimistično za razvoj preduzeća. Dijelovi od nehrđajućeg čelika se ručno poliraju nakon zavarivanja kao što je prikazano ispod.
Kako bismo promijenili postojeći proces, kroz komunikaciju i saradnju sa naprednim proizvođačima laserske opreme u zemlji i inostranstvu, razvili smo šestoosnog industrijskog robota, automatski pištolj za lasersko zavarivanje i sistem kontrole dodavanja žice, fleksibilni radni sto integriran sa programabilnim demonstracijama i podučavanje rješenja za lasersko automatsko zavarivanje. Rješenje omogućava brzo stezanje i pozicioniranje različitih serija dijelova dizajniranjem fleksibilnih učvršćivača za sinhronizaciju brze izmjene dijelova. operacije zavarivanja su znatno manje teške i smanjuju angažman specijalista za zavarivanje.
Trenutna upotreba šestoosnog robotskog laserskog sistema za zavarivanje za zavarivanje dijelova posude za vodu, kao što je prikazano na slici, snaga zavarivanja 1500W, prosječna brzina zavarivanja 1,4m/min, cjelokupno stezanje i pozicioniranje košta 5min, ručna nastava i troškovi programiranja 10 min, proces zavarivanja 2 min, ostala podešavanja su trajala 8 min, početno zavarivanje pojedinačnih dijelova posude za vodu je trajalo 25 min, kao rezultat ponovnog zavarivanja ove vrste Pošto za ponovno zavarivanje dijela nisu potrebna podučavanja i druga podešavanja, prosječno vrijeme provedeno na jednom dijelu posude za vodu je 7 minuta u masovnoj proizvodnji, a za naknadni proces nije potrebno mljevenje, nisu potrebni specijalizirani operateri za zavarivanje, a troškovi procesa su smanjeni za više od 25 posto.
Primjena u komercijalnim komponentama nosećeg okvira
Kao kostur konstrukcije komercijalne vanjske mašine, postoji velika količina potpornih dijelova okvira, koji su dizajnirani u dugačkoj strukturi nalik na kutiju kako bi se olakšala montaža i nosivost. Budući da ovaj tip dijela uglavnom igra ulogu nosača okvira unutar kutije, nije u direktnom kontaktu sa vanjskim okruženjem i stoga nema visoke zahtjeve za otpornost na koroziju. Pocinčani sloj pocinčanog lima ne samo da pruža fizičku zaštitu već i elektrohemijsku zaštitu čelične podloge, što ga čini skupim. efikasan čelični materijal.
Pocinčani sloj pocinčanog lima ne samo da pruža fizičku zaštitu već i elektrohemijsku zaštitu čelične podloge, što je čini isplativim čeličnim materijalom. Razlog tome je velika razlika u fizičkim svojstvima cinkanog premaza i osnovnog ugljičnog čelika. tokom zavarivanja pocinkovanog čeličnog lima (prevlaka cinka ima tačku topljenja od 420 stepeni i tačku ključanja od 908 stepeni, dok osnovni čelik ima tačku topljenja od 1300 stepeni i tačku ključanja od 2861 stepeni). premaz cinka stoga prethodi topljenju osnovnog čelika, što je pojava koja može imati značajan utjecaj na proces zavarivanja i kvalitetu pocinčanog čeličnog lima.
Trenutno, tri glavna procesa zavarivanja delova nosećeg okvira su otporno tačkasto zavarivanje, elektrolučno zavarivanje i lasersko zavarivanje. Za otporno tačkasto zavarivanje, prisustvo pocinkovanog sloja čini elektrodu podložnom legiranju sa slojem cinka tokom zavarivanja, što ubrzava proces oksidacije na površini bakarne elektrode i zahtijeva od operatera da kontinuirano polira vrh elektrode, čime se smanjuje vijek trajanja bakarne elektrode. Kada se koristi ručno lučno zavarivanje, zbog niske točke ključanja cinka, kada se prvi luk pojavi dodiruje pocinčani sloj, cink brzo isparava i rezultirajuća para cinka se izbacuje prema van, što može lako uzrokovati zavarivanje da proizvede čestice šljake, poroznost i prskanje, što rezultira velikim razlikama u ravnosti površine zavara, povećavajući opterećenje naknadnog zavarivanja. proces brušenja i velika opasnost po kvalitetu dijelova koji moraju biti nepropusni i vodootporni, kao što je prikazano na dijagramu ispod. Očigledan fenomen isparavanja sloja cinka u zavaru dijelova zavarenih ručnim elektrolučnim zavarivanjem, posebno blizu srednjeg i stražnjeg kraja gdje se nalazi veća bazena rastopljenog spreja, što dovodi do pojave problema s kvalitetom kao što su tumori zavara i poroznost.
Primjena laserskog zavarivanja ne samo da poboljšava čvrstoću i krutost zavarenog šava, već rješava i probleme tradicionalnog otpornog točkastog zavarivanja kod zavarivanja pocinčanih čeličnih limova i čeličnih limova visoke čvrstoće, kao što su velika deformacija zavarivanja, niska ravnost zavarenog spoja, laka za izradu praznina i smanjena cvrstoca osnovnog materijala. Komercijalna potpora delova okvira pri upotrebi laserskog procesa zavarivanja, jer laser moze imati veliku gustinu energije u malom zazoru ispod prodiranja vara, tako da se zavar formira za intermitentno zavarivanje, prema mehaničkim svojstvima testnih podataka, upotreba laserskog zavarivanja nakon čvrstoće vara može biti oko 30 posto veća od otpornog točkastog zavarivanja, kao što je prikazano na donjoj slici.
