2 segredos sobre a aplicação do design de chapa metal na estrutura da caixa de soldagem a laser

A soldagem a laser tem as vantagens de velocidade rápida, pequena deformação, bela costura de solda e alta resistência. É amplamente utilizado em campos de aviação, automóvel, médico e outros. Entre eles, a soldagem de auto-fusão a laser é um processo de soldagem sem contato sem fio de soldagem, com várias formas de costura de soldagem e excelente consistência da costura de soldagem. No campo da fabricação de chapa metal, ele tem um enorme potencial de aplicação. Este artigo concentra -se na aplicação do design de chapa metálica na soldagem a laser da estrutura da caixa com interface de 45 ° com flangeamento.

Design de chapas de metal na estrutura da caixa de soldagem a laser

O material do corpo da caixa tem 1,5 mm de espessura em aço inoxidável 304 e o tamanho é de 200 mm × 200 mm × 115mm. O ângulo de flexão da caixa é de 90 °, 90 ° e 80 ° de baixo para cima. A estrutura da caixa é mostrada na figura. o Equipamento de corte a laser Para o branking de produtos, é uma máquina de corte a laser Trulaser 3040, o equipamento de flexão é a máquina de flexão Bendcell 5130 e o equipamento de soldagem a laser é uma máquina de soldagem a laser Robot 5020. Os parâmetros de soldagem a laser são mostrados na tabela.

No processo tradicional de soldagem da estrutura da caixa de aço inoxidável, para obter mais produtos de soldagem mais bonitos, geralmente é necessário realizar tratamento de moagem e polimento após a soldagem. O processo de acompanhamento é complicado e demorado, e é fácil produzir deformação de soldagem e penetração de soldagem durante o processo de soldagem. No entanto, a soldagem a laser tem um ótimo potencial de aplicação no campo da soldagem de chapa por metal devido à sua velocidade de soldagem rápida, pequena deformação e belas costuras de solda.

Entre eles, o equipamento de soldagem a laser Robot 5020 (doravante denominado TR5020) tem uma enorme vantagem nas estruturas da caixa de soldagem. O TR5020 integra um sistema de foco automático de alta precisão em sua cabeça de soldagem, para que possa alternar entre a soldagem de penetração profunda a laser e a soldagem de condutividade térmica a laser a qualquer momento no mesmo procedimento de soldagem a laser, sem alterar a postura do robô. Ao mesmo tempo, com a câmera CCD de alta ampliação integrada à cabeça de solda, a posição de foco do laser pode ser ajustada com mais precisão, para que a costura de soldagem a laser tenha uma excelente consistência de costura de solda. No entanto, como aplicar as vantagens da alta velocidade de soldagem a laser, a zona restrita de soldagem, a pequena deformação e a alta precisão da soldagem da estrutura da caixa se tornou um problema urgente a ser resolvido.

Na estrutura da caixa de aço inoxidável soldada, a solda de filete da caixa ocupa a maior parte de todo o processo de soldagem. Para obter uma costura de solda a laser arredondada, otimizamos a quantidade de sobreposição de soldagem tradicional, como mostrado, onde T é a espessura da placa, a é a quantidade de sobreposição, B é a posição do centro de laser na seção transversal da placa, e α é o ângulo de inclinação a laser.

Sobreposição de solda de filete aprimorada

Quantidade de sobreposição de soldagem a laser

A quantidade de sobreposição otimizada é soldada usando o processo de soldagem de condução térmica a laser. Através do sistema de foco automático TR5020, a quantidade de desfocagem é definida com precisão como 10,00 mm e a precisão de foco é de 0,01 mm. Ao posicionar com precisão o valor B através de uma câmera CCD de alta potência, uma solda a laser arredondada pode ser obtida sem adicionar fio de solda, conforme mostrado na figura. O esquema de otimização da margem da volta é adequado para placas com uma espessura de 3 mm e abaixo, e os valores de A, B e α são determinados pelo valor de t.

Diagrama esquemático da otimização da margem da volta e efeito real de soldagem a laser

Na estrutura da caixa de aço inoxidável soldada, a otimização da ranhura de alívio de canto também é extremamente importante, o que afeta diretamente o efeito inferior da estrutura da caixa. No processo tradicional de soldagem, geralmente são usadas ranhuras retangulares ou redondas de alívio de canto. No entanto, esse tipo de ranhura de alívio de canto é muito fácil de causar penetração ou preenchimento de solda durante a soldagem a laser. O diagrama esquemático da ranhura de alívio da esquina é mostrado na figura abaixo.

Diagrama esquemático de ranhura de alívio de canto

A estrutura do produto é otimizada chamando o bloco de processo de ranhura de alívio de soldagem a laser. Após a soldagem a laser, pode ser obtido um efeito de soldagem muito completo e redondo, quase nenhum tratamento secundário é necessário, o que reduz bastante o tempo para o processamento subsequente, como mostrado na figura.

Diagrama esquemático do projeto de soldagem a laser de ranhura de alívio de canto

Efeito real de soldagem a laser do raio de alívio de canto

Design de 45 ° de interface para a estrutura da caixa de soldagem a laser flanging

Na estrutura da caixa de aço inoxidável soldada, devido à deformação de flexão, é difícil fechar firmemente na interface chanfrada de 45 ° da flangeamento. Como mostrado em uma figura, a soldagem a laser é extremamente difícil de manusear. Portanto, o design da interface afetará diretamente a qualidade da soldagem da estrutura da caixa. Ao mesmo tempo, haverá uma grande lacuna em B, que é difícil de manusear pela soldagem direta a laser.

Diagrama esquemático da estrutura antes da otimização

Para esse tipo de situação, otimizamos a estrutura da caixa. Ao projetar, corte o metal da superfície escalonada e estenda duas pequenas superfícies escalonadas, como mostrado na figura. Em seguida, ao desdobrar, use a superfície final como uma referência para preencher a parte cortada anteriormente, conforme mostrado na figura. Em B na figura, duas superfícies escalonadas são escalonadas para aumentar a quantidade de compensação de metal e compensar a lacuna produzida aqui, como mostrado na figura.

Diagrama esquemático de design de chapas de metal para flangeada interface de chanfro de 45 °

A figura abaixo mostra o efeito após a soldagem a laser real. Pode ser visto na figura que a interface está bem fechada, o que atende totalmente aos requisitos do processo de soldagem a laser. A superfície da costura de soldagem é bonita, a transição é natural e não há fenômeno como afundar e soldagem. O B na figura também está bem preenchido.