В качестве новой технологии обработки металлов технология лазерной сварки может обеспечивать сварку различных металлических материалов и имеет широкий спектр применений в металлообрабатывающей промышленности. Технология лазерной сварки собирает лазерный луч с высокой плотностью энергии по принципу лазерной реакции, который характеризуется высокой скоростью и точностью и чаще используется в компаниях, занимающихся точной обработкой металлов. Чтобы ускорить инновационную разработку коммерческих кондиционеров, GREE внедрила лазерную сварку, чтобы обеспечить новый способ обработки и изготовления деталей из листового металла для коммерческих кондиционеров и еще больше повысить конкурентоспособность качества продукции.
Предыстория применения лазерной сварки
В настоящее время в отрасли кондиционирования воздуха используется сварка в среде защитного газа, дуговая сварка, реактивная сварка и другие методы сварки для получения герметичного соединения деталей из листового металла. Однако из-за того, что вышеуказанные методы сварки имеют дисперсию выходной энергии, диффузию и другие характеристики, как правило, наблюдается низкое качество сварки, трудоемкость персонала, плохие условия эксплуатации и другие проблемы, а также сварочные брызги, необходимость прохождения пост- процесс плоского шлифования, приводящий к постоянному увеличению затрат на сварку, не способствует долгосрочному развитию предприятий и технологическим инновациям.
Экспериментальное исследование лазерной сварки
Пилотное исследование лазерной сварки GREE началось с деталей типа электрического блока управления с целью замены традиционной сварки в среде защитного газа CO2 лазерной сваркой. Сырьем для деталей электрического блока управления является горячеоцинкованный лист, обычно толщиной от 1,0 до 3,0 мм, в основном с учетом более правильной формы этого типа электрического управления. коробчатые детали, сварной шов находится в пространственно прямолинейном состоянии, его трехмерный вид показан на рисунке. Чрезмерная глубина шва может привести к тому, что детали будут проварены насквозь, что потребует дополнительных операций, таких как вторичная приварка, а качество приварки чрезвычайно требовательно, когда речь идет о газонепроницаемых, водонепроницаемых деталях. Если глубина сварного шва слишком мала, высота сварного шва может быть слишком большой, что увеличивает объем работы, необходимой для последующей шлифовки. Таким образом, для связи между глубиной сварки и скоростью сварки мощность лазера в экспериментальных исследованиях часто используется для управления переменным методом, при различной мощности лазерной сварки взаимосвязь между глубиной сварки и скоростью сварки показана на рисунке ниже.
Практическое применение лазерной сварки
Применение в коммерческих компонентах поддонов для воды
Сварное уплотнение частей водяного поддона является ключевой частью коммерческого агрегата с водяным охлаждением. Эти детали в основном используются для сбора циркулирующих сточных вод из водоохлаждаемой установки, корпус подвергается воздействию высокого давления воды и должен соответствовать требованиям коррозионной стойкости.
По сравнению с традиционными материалами из углеродистой стали, материалы из нержавеющей стали имеют высокое удельное сопротивление и высокий коэффициент теплового расширения, в сочетании с металлургическими характеристиками сварки материала, в настоящее время при производстве коммерческих деталей поддонов для воды в основном используется процесс контактной точечной сварки плюс режим дуговой сварки. Однако, существуют определенные проблемы и недостатки, в основном: хотя контактная точечная сварка может эффективно уменьшить сварочную деформацию частей поддона для воды, на сварных соединениях имеются явные вмятины, а количество сварных соединений велико, что влияет на стабильность качества детали и увеличивает нагрузку на более поздний процесс шлифования. И контактная точечная сварка представляет собой дискретную и независимую форму точечного соединения, процесс точечной сварки уплотнения конструкции частей водосборника плохой. Хотя ручная дуговая сварка может обеспечить непрерывную сварку уплотнения, как показано ниже, но деформация дуговой сварки нержавеющей стали, а-ля Большое количество дуговой сварки вызовет термическую деформацию частей водоприемной пластины, влияя на положение самой нижней точки всей детали, что приводит к длительному хранению воды в деталях, что не способствует долгосрочной стабильной работе. агрегатов с водяным охлаждением.
Использование лазерной сварки на кромке изгиба остаточного шва требования высоки, как правило, лазер мощностью 1500 Вт требует ширины сварного шва 2,5 мм или меньше. Если шов слишком широкий, возможны провары, пустые швы и деформация, а параллельность всего шва должна поддерживаться в целом постоянным образом. В противном случае будет нестабильное заполнение проволоки, что приведет к небольшому зазору в секция высоты сварки большая, средняя секция только для удовлетворения требований, в то время как зазор между большим концом пустого сварного шва серьезно влияет на качество деталей, вторичную сварку наполнителя необходимо выполнять вручную, но снизить эффективность производства.
Лазерная сварка также способствует сокращению или устранению нагрузки на последующую шлифовку. При правильной настройке параметров сварки можно уменьшить высоту сварки и даже добиться плоскостности 0,1 мм, что является преимуществом при шлифовке нержавеющей стали. Поскольку твердость и прочность нержавеющей стали 304 превышает В 5 раз больше, чем у обычного оцинкованного листового металла, количество потребляемых шлифовальных дисков и объем работ значительно выше. Шлифовка сварного шва высотой 1,2 мм, длина сварного шва из нержавеющей стали 100 мм требует в среднем 5 минут, непрерывная шлифовальная работа не только увеличивает трудоемкость оператора, но и увеличивает себестоимость продукции, что не оптимистично для развития предприятий. Детали из нержавеющей стали полируются вручную после сварки, как показано ниже.
Чтобы изменить существующий процесс, благодаря общению и сотрудничеству с передовыми производителями лазерного оборудования в стране и за рубежом, мы разработали шестиосевого промышленного робота, автоматическую лазерную сварочную горелку и систему управления подачей проволоки, гибкий верстак для приспособлений, интегрированный с программируемой демонстрацией и обучающее решение для лазерной автоматической сварки. Решение позволяет быстро зажимать и позиционировать различные серии деталей за счет разработки гибких приспособлений для синхронизации быстрой смены деталей. сварочные операции значительно менее сложны и сокращают участие специалистов-сварщиков.
Текущее использование шестиосевой роботизированной лазерной сварочной системы для сварки частей поддона для воды, как показано на рисунке, мощность сварки 1500 Вт, средняя скорость сварки 1,4 м/мин, весь зажим и позиционирование стоят 5 минут, ручное обучение и программирование стоит 10 минут, процесс сварки 2 минуты, другие настройки заняли 8 минут, первоначальная сварка отдельных частей поддона для воды заняла 25 минут, в результате повторной сварки такого рода. Поскольку для повторной сварки детали не требуется обучение и другие регулировки, среднее время, затрачиваемое на одну деталь поддона для воды, составляет 7 минут при массовом производстве, при этом не требуется шлифовка для последующей обработки, не требуются специальные операторы-сварщики, а производственные затраты снижаются более чем на 25 процентов.
Применение в компонентах коммерческой опорной рамы
В качестве каркаса внешней конструкции коммерческой машины имеется большое количество деталей опорной рамы, которые имеют длинную коробчатую конструкцию для облегчения сборки и несущей способности. Поскольку этот тип детали в основном играет роль опоры рамы. внутри коробки он не находится в непосредственном контакте с внешней средой и поэтому не предъявляет высоких требований к коррозионной стойкости. Оцинкованный слой оцинкованного листа обеспечивает не только физическую защиту, но и электрохимическую защиту стальной подложки, что делает его экономичным. эффективный стальной материал.
Оцинкованный слой оцинкованного листа обеспечивает не только физическую защиту, но и электрохимическую защиту стальной подложки, что делает его экономически эффективным стальным материалом. Причиной этого является большая разница в физических свойствах цинкового покрытия и базовой углеродистой стали. во время сварки оцинкованного стального листа (цинковое покрытие имеет температуру плавления 420 градусов и температуру кипения 908 градусов, тогда как основная сталь имеет температуру плавления 1300 градусов и точку кипения 2861 градус). Испарение таким образом, цинковое покрытие предшествует плавлению основной стали, явление, которое может оказать существенное влияние на процесс сварки и качество оцинкованного стального листа.
В настоящее время тремя основными способами сварки деталей опорной рамы являются контактная точечная сварка, электродуговая сварка и лазерная сварка. При контактной точечной сварке наличие оцинкованного слоя делает электрод подверженным сплавлению со слоем цинка во время сварки, что ускоряет процесс сварки. процесс окисления на поверхности медного электрода и требует от оператора постоянной полировки наконечника электрода, что снижает срок службы медного электрода. При ручной дуговой сварке из-за низкой температуры кипения цинка, когда дуга сначала касается оцинкованного слоя, цинк быстро испаряется, и образующиеся пары цинка выбрасываются наружу, что может легко привести к образованию частиц шлака, пористости и разбрызгиванию при сварке, что приводит к большим различиям в плоскостности поверхности сварного шва, увеличивая рабочую нагрузку после сварки. технологическое шлифование и серьезная опасность для качества деталей, которые должны быть газонепроницаемыми и водонепроницаемыми, как показано на диаграмме ниже. очевидное явление улетучивания слоя цинка в сварном шве деталей, свариваемых ручной дуговой сваркой, особенно вблизи среднего и заднего конца, где имеется большая лужа расплавленных брызг, что приводит к возникновению проблем с качеством, таких как опухоли сварного шва и пористость.
Применение лазерной сварки не только повышает прочность и жесткость сварного шва, но также решает проблемы традиционной контактной точечной сварки при сварке оцинкованных стальных листов и высокопрочных стальных листов, такие как большая сварочная деформация, низкая плоскостность сварного шва, легко создавать зазоры и снижать прочность основного материала. Коммерческие части опорной рамы при использовании процесса лазерной сварки, потому что лазер может иметь большую плотность энергии в небольшом зазоре при проплавлении сварного шва, так что форма сварного шва для прерывистая сварка, исходя из механических свойств данных испытаний, использование лазерной сварки после того, как прочность сварного шва может быть примерно на 30 процентов выше, чем контактная точечная сварка, как показано на рисунке ниже.
