Като нововъзникваща технология за обработка на метали, технологията за лазерно заваряване може да постигне заваръчна обработка на различни метални материали и има широк спектър от приложения в металообработващата промишленост. Технологията за лазерно заваряване събира лазерен лъч с висока енергийна плътност чрез принципа на лазерната реакция, който се характеризира с висока скорост и точност и се използва по-често в компании за прецизна металообработка. За да ускори иновативното развитие на търговските климатици, GREE въведе лазерно заваряване, за да осигури нов начин за обработка и производство на части от ламарина за търговски климатици и да подобри допълнително конкурентоспособността на качеството на продуктите.
Предистория на приложението на лазерното заваряване
Индустрията за климатизация в момента използва заваряване в защитен газ, електродъгово заваряване, реакционно заваряване и други методи за заваряване, за да се постигне запечатана комбинация от части от ламарина. Въпреки това, поради горните заваръчни методи имат дисперсия на изходна енергия, дифузия и други характеристики, като цяло има лошо качество на заваръчния шев, интензивност на труда на персонала, лоша работна среда и други проблеми, и придружени от пръски при заваряване, необходимостта да се премине през пост- процесът на плоско шлайфане, което води до непрекъснато увеличаване на разходите за заваряване, не е благоприятно за дългосрочното развитие на предприятията и технологичните иновации.
Експериментално изследване на лазерното заваряване
Пилотното проучване за лазерно заваряване на GREE започна с части от тип електрическа контролна кутия с цел замяна на традиционното заваряване в защитен газ с CO2 с прилагането на лазерно заваряване. Суровината за частите на електрическата контролна кутия е горещо поцинкована ламарина, обикновено с дебелина между 1.0 и 3.0 mm, като се има предвид главно по-правилната форма на този тип електрическо управление кутийни части, заваръчният шев е пространствено право разпределение, неговият триизмерен изглед е показан на фигурата. Прекомерната дълбочина на заваръчния шев може да доведе до заваряване на части, добавяне на допълнителни операции като вторично заваряване с пълнеж, а качеството на заваряване с пълнеж е изключително взискателно, когато са включени газонепроницаеми, водозапечатани части. Ако дълбочината на заваръчния шев е твърде малка, височината на заваръчния шев може да е твърде висока, което увеличава количеството работа, необходимо за шлайфане след процеса. Следователно, за връзката между дълбочината на заваръчния шев и скоростта на заваряване, мощността на лазера, в експерименталните изследвания често се използва за контрол на променливия метод, при различна мощност на лазерното заваряване, връзката между дълбочината на заваръчния шев и скоростта на заваряване е показана на фигурата по-долу.
Практическо приложение на лазерното заваряване
Приложения в търговски компоненти на тави за вода
Като ключова част от търговския модул с водно охлаждане, завареното уплътнение на частите на водната корита е особено важно. Тези части се използват главно за събиране на циркулиращи отпадъчни води от модула с водно охлаждане, черупката е подложена на високо водно налягане и трябва да отговаря на изискванията за устойчивост на корозия.
В сравнение с традиционните материали от въглеродна стомана, материалите от неръждаема стомана имат високо съпротивление и висок коефициент на топлинно разширение, съчетани със заваръчните металургични характеристики на материала, текущото производство на търговски части за водни съдове използва най-вече процес на точково съпротивително заваряване плюс режим на процес на електродъгово заваряване. Въпреки това, има определени проблеми и недостатъци, главно: въпреки че съпротивителното точково заваряване може ефективно да намали деформацията на заваряване на частите на водната тава, има очевидни следи от вдлъбнатини на заварените съединения и броят на заварените съединения е голям, което се отразява на постоянството на качеството на частите и увеличава натоварването на по-късния процес на шлайфане. А съпротивителното точково заваряване е дискретна и независима форма на точково свързване, процесът на точково заваряване на уплътнението на частите на водоуловителя е лошо. Въпреки че ръчното електродъгово заваряване може да постигне непрекъснато заваряване на уплътнение, както е показано по-долу, но деформация при електродъгово заваряване на неръждаема стомана, a la голям брой дъгови заварки ще причинят термична деформация на частите на плочата за получаване на вода, засягайки позицията на най-ниската точка на цялата част, което води до дълго време съхранение на вода в частите, не е благоприятно за дългосрочна стабилна работа на агрегати с водно охлаждане.
Изискванията за използване на лазерно заваряване на огъващия ръб на остатъчния шев са високи, обикновено 1500 W лазер изисква ширина на заваръчния шев от 2,5 mm или по-малко. Ако заваръчният шев е твърде широк, може да има проникване на заваръчния шев, празни заваръчни шевове и деформация, а успоредността на целия заваръчен шев трябва да се поддържа по принципно последователен начин. В противен случай ще има нестабилно запълване на телта, което ще доведе до малка празнина в част от височината на заваряване е голяма, средната секция само за да отговори на изискванията, докато празнината между големия край на празната заварка, сериозно засяга качеството на частите, вторичното заваряване с пълнеж трябва да се извърши ръчно, но намаляване на ефективността на производството.
Лазерното заваряване също улеснява намаляването или елиминирането на натоварването след шлайфане. С правилните настройки на параметрите на заваряване е възможно да се намали височината на заваряване и дори да се постигне плоскост от 0.1 mm, което е благодат за шлайфане на неръждаема стомана. Тъй като твърдостта и здравината на неръждаемата стомана 304 е повече от 5 пъти в сравнение с обикновената поцинкована ламарина, количеството изразходвани шлифовъчни дискове и обемът на вложената работа са значително по-високи. Шлифоването на заваръчен шев с височина 1,2 mm, дължина на 100 mm заваръчен шев от неръждаема стомана изисква средно 5 минути, непрекъсната работа по шлайфане не само увеличава интензивността на труда на оператора, но също така увеличава производствените разходи на продукта, което не е оптимистично за развитието на предприятията. Частите от неръждаема стомана се полират ръчно след заваряване, както е показано по-долу.
За да променим съществуващия процес, чрез комуникация и сътрудничество с модерни производители на лазерно оборудване в страната и чужбина, ние разработихме шестосен промишлен робот, автоматичен пистолет за лазерно заваряване и система за управление на подаването на тел, работна маса с гъвкаво приспособление, интегрирана с програмируема демонстрация и решение за обучение на лазерно автоматично заваряване. Решението дава възможност за бързо затягане и позициониране на различни серии от части чрез проектиране на гъвкави приспособления за синхронизиране на бързата смяна на частите. Пътят на заваряване се обучава с помощта на ръчна крайна горелка на робот, като по този начин се прави автоматизиран заваръчните операции значително по-малко трудни и намаляват приноса на специализирани заваръчни оператори.
Текущото използване на шестосна роботна система за лазерно заваряване за заваряване на частите на тавата за вода, както е показано на фигурата, заваръчната мощност от 1500 W, средната скорост на заваряване от 1,4 m/min, цялото затягане и позициониране струва 5 минути, ръчно обучение и програмирането струва 10 минути, процесът на заваряване 2 минути, други настройки отнеха 8 минути, първоначалното заваряване на единични части с водна тава отне 25 минути, в резултат на повторно заваряване на този вид Тъй като не се изисква обучение и други настройки за повторно заваряване на детайла, средното време, изразходвано за една част от тавата за вода, е 7 минути при масово производство и не се изисква шлайфане за последващия процес, не са необходими специалисти по заваряване, а разходите за процеса са намалени с повече от 25 процента.
Приложения в компоненти на търговски опорни рамки
Като скелет на търговската външна машинна структура има голямо количество части от опорна рамка, които са проектирани в дълга кутия, подобна на структура, за да се улесни сглобяването и носенето. Тъй като този тип част играе главно ролята на опора на рамката вътре в кутията, той не е в пряк контакт с външната среда и следователно няма високи изисквания за устойчивост на корозия. Поцинкованият слой от поцинкована ламарина не само осигурява физическо екраниране, но и електрохимична защита на стоманения субстрат, което го прави рентабилен. ефективен стоманен материал.
Поцинкованият слой от поцинкована ламарина не само осигурява физическо екраниране, но и електрохимична защита на стоманения субстрат, което го прави рентабилен стоманен материал. Причината за това е голямата разлика във физическите свойства на цинковото покритие и основната въглеродна стомана по време на заваряването на поцинкования стоманен лист (цинковото покритие има точка на топене 420 градуса и точка на кипене 908 градуса, докато основната стомана има точка на топене 1300 градуса и точка на кипене 2861 градуса). Изпаряването на следователно цинковото покритие предшества топенето на основната стомана, явление, което може да окаже значително влияние върху процеса на заваряване и качеството на поцинкования стоманен лист.
Понастоящем трите основни процеса на заваряване на части от опорна рамка са точково съпротивително заваряване, електродъгово заваряване и лазерно заваряване. При точково съпротивително заваряване наличието на галванизиран слой прави електрода податлив на легиране с цинковия слой по време на заваряване, което ускорява процес на окисляване на повърхността на медния електрод и изисква операторът непрекъснато да полира върха на електрода, като по този начин намалява експлоатационния живот на медния електрод. Когато се използва ръчно дъгово заваряване, поради ниската точка на кипене на цинка, когато дъгата първо докосне галванизирания слой, цинкът бързо се изпарява и получените цинкови пари се изхвърлят навън, което може лесно да причини заваряването да произведе частици шлака, порьозност и пръски, което води до големи разлики в плоскостта на заваръчната повърхност, увеличавайки натоварването на пост- процес на смилане и голяма опасност за качеството на части, които трябва да бъдат газонепроницаеми и водоустойчиви, както е показано на диаграмата по-долу. Има мор очевидно явление на изпаряване на цинковия слой в заваръчния шев на частите, заварени чрез ръчно електродъгово заваряване, особено близо до средния и задния край, където има по-голяма локва от разтопен спрей, което води до появата на проблеми с качеството, като тумори на заваръчния шев и порьозност.
Прилагането на лазерно заваряване не само подобрява здравината и твърдостта на заваръчния шев, но също така решава проблемите на традиционното съпротивително точково заваряване при заваряване на поцинковани стоманени листове и стоманени листове с висока якост, като голяма деформация на заваряване, ниска плоскост на заваръчните шевове, лесни за производство на празнини и намалена якост на основния материал. Търговски опорни рамкови части при използването на лазерен процес на заваряване, тъй като лазерът може да бъде с голяма енергийна плътност в малка междина под проникването на заваръчния шев, така че заваръчната форма за периодично заваряване, от механичните свойства на данните от изпитването, използването на лазерно заваряване след силата на заварката може да бъде с около 30 процента по-висока от съпротивително точково заваряване, както е показано на фигурата по-долу.
