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

Número Navegar:25     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2021-09-28      Origen:motorizado Su mensaje

La soldadura láser tiene las ventajas de velocidad rápida, pequeña deformación, hermosa costura de soldadura y alta resistencia.Es ampliamente utilizado en aviación, automóvil, medicina y otros campos.Entre ellos, la soldadura por 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 costura de soldadura.En el campo de la fabricación de chapas metálicas, tiene un enorme potencial de aplicación.Este artículo se centra en la aplicación del diseño de chapa en la soldadura láser de la estructura de la caja con interfaz ingleteada a 45 ° con brida.


Diseño de chapa metálica en estructura de caja de soldadura láser


El material del cuerpo de la caja es de 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.losequipo de corte por láserpara el corte del producto es la máquina de corte por láser Trulaser 3040, el equipo de doblado es la máquina de doblado BendCell 5130 y el equipo de soldadura por láser es la máquina de soldadura por láser Trulaser Robot 5020.Los parámetros de soldadura láser se muestran en la tabla.

Diseño de chapa

Proceso de soldadura Potencia (W) Velocidad (m / min) Desenfoque (mm)
Soldadura térmica láser 3000 1.8 10

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


Entre ellos, el equipo de soldadura láser Trulaser Robot 5020 (en lo sucesivo, 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 láser de penetración profunda y soldadura láser de conductividad térmica en cualquier momento en el mismo procedimiento de soldadura láser, sin cambiar la postura del robot.Al mismo tiempo, con la cámara CCD de gran aumento 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 tenga una consistencia de costura de soldadura excelente.Sin embargo, cómo aplicar las ventajas de la alta velocidad de soldadura láser, la zona estrecha afectada por el calor de la soldadura, la pequeña deformación y la alta precisión a la soldadura de la estructura de la caja se ha convertido en un problema urgente que debe resolverse.


En la estructura de caja de acero inoxidable soldada, la soldadura en ángulo 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 la 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 del láser en la sección transversal. de la placa y α es el ángulo de inclinación del láser.

soldadura por láser

Superposición de soldadura de filete mejorada

Diseño de chapa

Cantidad de superposición de soldadura láser

La cantidad de superposición optimizada se suelda mediante el proceso de soldadura por conducción térmica con 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 posicionar con precisión el valor b a través de una cámara CCD de alta potencia, se puede obtener una soldadura láser redondeada sin agregar alambre de soldadura, como se muestra en la figura.El esquema de optimización del margen de solape es adecuado para placas con un espesor de 3 mm o menos, y los valores de a, by α están determinados por el valor de t.

Diseño de chapa

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

En la estructura de caja de acero inoxidable soldada, la optimización de la ranura de alivio de esquina también es extremadamente importante, lo que afecta directamente el efecto de fondo de la estructura de caja.En el proceso de soldadura tradicional, generalmente se utilizan ranuras de relieve rectangulares o redondas.Sin embargo, este tipo de ranura de alivio de esquina es muy fácil de causar penetración de soldadura o relleno insuficiente durante la soldadura por láser.El diagrama esquemático de la ranura de alivio de la esquina se muestra en la siguiente figura.

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Diagrama esquemático de la ranura de alivio de la esquina

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

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Diagrama esquemático del diseño de soldadura láser de la ranura de alivio de esquina

Diseño de chapa

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


Diseño de interfaz de bisel de 45 ° para bridas de estructura de caja de soldadura láser


En la estructura de caja de acero inoxidable soldada, debido a la deformación por flexión, es difícil cerrar herméticamente en la interfaz de bisel de 45 ° del reborde.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 un gran espacio en B, que es difícil de manejar mediante soldadura láser directa.

Diseño de chapa

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, al desplegar, use la superficie del extremo como referencia para rellenar la parte previamente cortada, como se muestra en la figura.En B en la figura, dos superficies escalonadas están escalonadas para aumentar la cantidad de compensación de metal y compensar el espacio producido aquí, como se muestra en la figura.

Diseño de chapa

Diagrama esquemático del diseño de chapa metálica para interfaz de bisel de 45 ° con brida

La siguiente imagen muestra el efecto después de la soldadura láser real.Se puede ver en la figura que la interfaz está bien 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 fenómenos como el hundimiento y la soldadura.La B de la figura también está bien rellenada.

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