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工業(yè)應(yīng)用
工藝升級(jí)之鈑金設(shè)計(jì)在激光焊接箱體結(jié)構(gòu)中的作用
材料來(lái)源:通快           錄入時(shí)間:2022/1/14 23:48:22

冷冽的寒風(fēng)也擋不住激光焊接活動(dòng)的火熱,紛至沓來(lái)的激光焊接金牌助力活動(dòng)參賽作品當(dāng)中,一件具有濃厚的行業(yè)代表性和似曾相識(shí)的外觀直接抓住我們應(yīng)用工程師的眼球:使用氬弧焊焊接工藝的高低壓配電柜殼體:

在通快應(yīng)用工程師過(guò)往的工作中,也接觸過(guò)類似的樣件,而且我們也特別針對(duì)氬弧焊、氣保焊等傳統(tǒng)焊接和激光焊做過(guò)工藝優(yōu)勢(shì)的對(duì)比。

工藝升級(jí)

鈑金設(shè)計(jì)在激光焊接

具有翻邊45°斜接接口箱體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

樣件示意圖

對(duì)箱體結(jié)構(gòu)搭邊量的優(yōu)化

圖2 角焊縫搭邊量改進(jìn)

如圖2、3所示,其中,t為板厚,a為搭接量占板厚的百分比,b為激光中心在板斷面的位置,α為激光傾角。

圖3 激光焊接搭邊量

圖4 搭邊量?jī)?yōu)化示意圖及實(shí)際激光焊接效果

通過(guò)TruLaser Weld 5000 BE自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)精確設(shè)置離焦量為10.00mm,調(diào)焦精度為0.01mm。通過(guò)高倍CCD相機(jī)精確定位b值,可以實(shí)現(xiàn)在不填加焊絲的情況下得到圓潤(rùn)的激光焊縫,如圖4b所示。該搭邊量?jī)?yōu)化方案適用于3mm及以下厚度,其中a、b、α值由t值決定。

邊角釋放槽的設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)焊接過(guò)程中,一般采用矩形或圓形邊角釋放槽。但該類型邊角釋放槽,在進(jìn)行激光焊接時(shí)極易造成焊穿或不飽滿的情況。

圖5 邊角釋放槽示意圖

圖6 邊角釋放槽激光焊接設(shè)計(jì)示意圖

通過(guò)調(diào)用TRUMPF激光焊接邊角釋放槽工藝塊,對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在激光焊接后,可以得到非常飽滿、圓潤(rùn)的焊接效果,幾乎不需要二次處理,極大的減少了后續(xù)加工的時(shí)間,如圖7所示。

a)焊接前                       b)焊接后

圖7 邊角釋放槽實(shí)際激光焊接效果

翻邊45°斜接接口的設(shè)計(jì)

在焊接不銹鋼箱體結(jié)構(gòu)中,由于折彎變形量的存在,在翻邊45°斜接接口位置很難閉合緊密,如圖8,A處所示,采用激光焊接極難處理。因此,該接口的設(shè)計(jì)將直接影響到箱體結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。同時(shí)在B處也會(huì)存在較大的孔隙,直接激光焊接很難處理。

圖8 優(yōu)化前結(jié)構(gòu)示意圖、

對(duì)于該種情況,本文對(duì)箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。在設(shè)計(jì)時(shí)將臺(tái)階面部分金屬進(jìn)行切除,再延伸出兩個(gè)小臺(tái)階面,如圖9a所示,之后在展開(kāi)時(shí),以其端面為基準(zhǔn),將先前切除部分補(bǔ)齊,如圖9b、9c所示。在圖8中B處,做兩個(gè)臺(tái)階面交錯(cuò)延伸,以增加金屬補(bǔ)償量,彌補(bǔ)在此處產(chǎn)生的孔隙,如圖9d所示。

 圖9 翻邊45°斜角接口鈑金設(shè)計(jì)示意圖

圖10 翻邊45°斜角接口激光焊接效果

圖10為實(shí)際激光焊接之后的效果。由圖10a可以看到在接口處閉合緊密,完全滿足激光焊接工藝要求。焊縫表面美觀,過(guò)渡自然,無(wú)凹陷、焊穿等現(xiàn)象。

TruLaser Weld 5000 BE優(yōu)點(diǎn):

  • 將光學(xué)控制和運(yùn)動(dòng)控制完美結(jié)合的成熟操作系統(tǒng)
  • 可在深熔焊、熱導(dǎo)焊和填絲焊三種工藝間靈活換
  • 可焊接幾乎所有種類的接頭形式(需進(jìn)行可達(dá)性檢驗(yàn))

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