2 secretos sobre la aplicación del diseño de chapa en la estructura de la caja de soldadura por láser

La soldadura con láser tiene las ventajas de velocidad rápida, pequeña deformación, hermosa costura de soldadura y alta resistencia. Se usa ampliamente en aviación, automóvil, médico y otros campos. Entre ellos, la soldadura de autofusión láser es un proceso de soldadura sin contacto sin alambre de soldadura, con varias formas de costura de soldadura y una excelente consistencia de la costura de soldadura. En el campo de la fabricación de chapa, tiene un gran potencial de aplicación. Este artículo se centra en la aplicación del diseño de chapa en la soldadura por láser de la estructura de la caja con interfaz de 45 ° en inglete con bridas.

Diseño de chapa en la estructura de la caja de soldadura por láser

El material del cuerpo de la caja tiene un acero inoxidable 304 de 1,5 mm de espesor, y el tamaño es de 200 mm × 200 mm × 115 mm. El ángulo de flexión de la caja es de 90 °, 90 ° y 80 ° de abajo hacia arriba. La estructura de la caja se muestra en la figura. Él equipo de corte láser Para el blanking del producto es la máquina de corte láser Trulaser 3040, el equipo de flexión es la máquina de flexión Bendcell 5130 y el equipo de soldadura por láser es la máquina de soldadura láser Robot 5020 Robot 5020. Los parámetros de soldadura por láser se muestran en la tabla.

En el proceso tradicional de soldadura de la estructura de la caja de acero inoxidable, para obtener productos de soldadura más hermosos, generalmente es necesario realizar el tratamiento de molienda y pulido después de la soldadura. El proceso de seguimiento es engorroso y requiere mucho tiempo, y es fácil producir deformación de soldadura y penetración de soldadura durante el proceso de soldadura. Sin embargo, la soldadura con láser tiene un gran potencial de aplicación en el campo de la soldadura de chapa metálica debido a su rápida velocidad de soldadura, pequeña deformación y hermosas costuras de soldadura.

Entre ellos, el equipo de soldadura láser Robot 5020 (en adelante TR5020) tiene una gran ventaja en las estructuras de la caja de soldadura. TR5020 integra un sistema de enfoque automático de alta precisión en su cabezal de soldadura para que pueda cambiar entre soldadura por láser de penetración profunda y soldadura de conductividad térmica láser en cualquier momento en el mismo procedimiento de soldadura por láser, sin cambiar la postura del robot. Al mismo tiempo, con la cámara CCD de alta magnificación integrada en el cabezal de soldadura, la posición de enfoque del láser se puede ajustar con mayor precisión, de modo que la costura de soldadura por láser tiene una excelente consistencia de la costura de soldadura. Sin embargo, cómo aplicar las ventajas de la velocidad de soldadura con láser alta, la zona de soldadura estrecha afectada por el calor, la pequeña deformación y la alta precisión a la soldadura de la estructura de la caja se ha convertido en un problema urgente a resolver.

En la estructura de caja de acero inoxidable soldada, la soldadura de filete de caja ocupa la mayor parte de todo el proceso de soldadura. Para obtener una costura de soldadura láser redondeada, optimizamos la cantidad de superposición de soldadura tradicional, como se muestra, donde T es el grosor de la placa, A es la cantidad de superposición, B es la posición del centro de láser en la sección transversal del tablero, y α es el ángulo de inclinación del láser.

Superposición de soldadura de filete mejorada

Soldadura por láser Cantidad de superposición

La cantidad de superposición optimizada se suelde utilizando el proceso de soldadura por conducción térmica láser. A través del sistema de enfoque automático TR5020, la cantidad de desenfoque se establece con precisión en 10.00 mm, y la precisión de enfoque es de 0.01 mm. Al colocar con precisión el valor B a través de una cámara CCD de alta potencia, se puede obtener una soldadura láser redondeada sin agregar cable de soldadura, como se muestra en la figura. El esquema de optimización del margen de vuelta es adecuado para placas con un grosor de 3 mm y menos, y los valores de A, B y α están determinados por el valor de t.

Diagrama esquemático de la optimización del margen de vuelta y el efecto real de soldadura por láser

En la estructura de caja de acero inoxidable soldada, la optimización del surco de alivio de la esquina también es extremadamente importante, lo que afecta directamente el efecto inferior de la estructura de la caja. En el proceso de soldadura tradicional, generalmente se usan surcos de alivio de esquina rectangular o redondo. Sin embargo, este tipo de ritmo de alivio de la esquina es muy fácil de causar penetración de soldadura o un relleno bajo durante la soldadura por láser. El diagrama esquemático de la ranura de alivio de la esquina se muestra en la figura a continuación.

Diagrama esquemático de la ranura de alivio de la esquina

La estructura del producto se optimiza llamando al bloque de proceso de ritmo de alivio de la esquina de soldadura por láser. Después de la soldadura por láser, se puede obtener un efecto de soldadura muy completo y redondo, casi no se requiere tratamiento secundario, lo que reduce en gran medida el tiempo para el procesamiento posterior, como se muestra en la figura.

Diagrama esquemático del diseño de soldadura por láser de ritmo de relieve de esquina

Efecto de soldadura láser real de la ranura de alivio de la esquina

Diseño de interfaz de bisel de 45 ° para la estructura de la caja de soldadura por láser que brilla

En la estructura de la caja de acero inoxidable soldada, debido a la deformación de flexión, es difícil cerrar firmemente en la interfaz bisel de 45 ° de la brida. Como se muestra en A en la figura, la soldadura por láser es extremadamente difícil de manejar. Por lo tanto, el diseño de la interfaz afectará directamente la calidad de soldadura de la estructura de la caja. Al mismo tiempo, habrá una gran brecha en B, que es difícil de manejar mediante la soldadura por láser directo.

Diagrama esquemático de la estructura antes de la optimización

Para este tipo de situación, optimizamos la estructura de la caja. Al diseñar, corte el metal de la superficie escalonada y luego extienda dos pequeñas superficies escalonadas, como se muestra en la figura. Luego, cuando se despliegue, use la superficie final como referencia para completar la parte de corte previamente, como se muestra en la figura. En B en la figura, dos superficies escalonadas se escalonan para aumentar la cantidad de compensación metálica y compensar el espacio producido aquí, como se muestra en la figura.

Diagrama esquemático del diseño de chapa para la interfaz biselada de 45 ° con bridas

La siguiente imagen muestra el efecto después de la soldadura láser real. Se puede ver en la figura que la interfaz está estrechamente cerrada, lo que cumple completamente con los requisitos del proceso de soldadura por láser. La superficie de la costura de soldadura es hermosa, la transición es natural y no hay fenómeno, como el hundimiento y la soldadura. La B en la figura también está bien llena.