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激光焊接机焊接不锈钢变形的解决方案

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-07-11 0:05:10 * 浏览: 3
激光技术在制造业中的应用是各国研究的重点。随着工业发展对高效,环保和自动化的需求,激光技术的应用已迅速扩展到许多制造领域。在此基础上,激光焊接工艺将成为激光应用的重要方面之一。激光焊接是激光加工技术应用的重要组成部分。它是21世纪最引人注目的和最有前途的焊接技术。早在上世纪末,欧美国家就已将激光焊接完全应用于工业生产。在加快激光焊接技术研发的同时,中国逐步建立了产学研结合的发展体系。在个别领域也取得了重大突破。随着工业制造的发展,高效,灵活和环保的加工技术将受到青睐。激光焊接使用高能束聚焦方法,可以实现焊接过程中难以实现的深层焊接和快速焊接过程。特别是激光焊接设备灵活,实时在线检测技术已经成熟。可实现大量的激光焊接生产线,实现大规模生产自动化。已投入工业生产。实践证明,激光焊接已广泛应用于加工行业。基本上,可以使用传统的焊接技术,该技术可以胜任激光焊接,具有更高的焊接质量和更快的加工效率。使用激光技术的焊接技术激光焊接是利用激光的辐射能实现有效焊接的过程。其工作原理是:以特定的方式激发激光活性介质(例如CO2与其他气体的混合物,YAG钇铝石榴石晶体等)。空腔中的往复振荡形成了受激辐射束。当光束与工件接触时,其能量被工件吸收,并且当温度达到材料的熔点时可以进行焊接。 1激光焊接方式激光焊接可分为热传导焊接和深熔焊。前者的热量通过热传导散布到工件内部,只有焊接表面熔化。工件内部没有完全渗透,基本上没有汽化发生。它主要用于低速薄壁。焊接材料时,后者不仅会完全渗透材料,而且还会蒸发掉材料以形成大量等离子体。由于大量的热量,在熔池的前端出现了钥匙孔现象。深熔焊可以完全穿透工件。输入能量高,焊接速度快,是目前应用最广泛的激光焊接方式。 2激光焊接的焊缝形状和微观结构由于激光产生的光斑很小,因此焊缝周围的热影响区要比普通焊接工艺小得多。激光焊接通常不需要填充金属,因此焊缝表面连续且均匀,看起来很漂亮。表面缺陷(例如气孔和裂纹)非常适合于焊接轮廓至关重要的应用。尽管聚焦区域相对较小,但激光束的能量密度较大(通常为103至108 W / cm2)。在焊接过程中,金属的加热和冷却速度非常快。熔池周围的温度梯度相对较大,因此结合强度通常高于贱金属。相反,接头可塑性相对较低。目前,双焦点技术或复合焊接技术可以提高接头的质量。 3激光焊接的优缺点激光焊接之所以如此重要,是因为它具有独特的优势:1激光焊接可以实现高质量的接头强度和大的长宽比,焊接速度更快。 2由于激光焊接不需要真空环境,因此可以通过透镜和光纤实现远程控制和自动化生产。 3激光功率密度大,对难焊接的材料(如钛,石英等)具有良好的焊接效果,可以d具有不同特性的材料。当然,激光焊接也有缺点:1激光和焊接系统的零件比较昂贵,因此初期投资和维护成本都比传统的焊接工艺高,​​经济效益差。 2由于固体材料对激光的吸收率低,特别是在等离子体出现后(等离子体对激光有吸收作用),激光焊接的转换效率通常较低(通常为5%到30%)。 3由于激光焊接的焦点小,所以工件接头设备的精度高,设备的偏差小,加工误差大。随着激光焊接的普及和激光的商业化生产,激光设备的价格已大大下降。大功率激光器的发展以及新型复合焊接方法的发展和应用也改善了激光焊接转换效率的缺点。据信,在不久的将来,激光焊接将逐步取代传统的焊接工艺(例如电弧焊和电阻焊)。成为工业焊接的主要方法。作为一种新材料,不锈钢因其耐腐蚀性和可成型性而广泛用于航空航天,汽车零件和其他领域。激光焊接在不锈钢中的应用占有非常重要的地位,特别是在汽车工业中,车身都是通过焊接连接的。然而,由于诸多因素,不锈钢板焊接存在变形问题,难以控制,不利于相关领域的可持续发展。因此,加强不锈钢板的激光焊接变形研究具有重要意义。焊接变形的危害以及影响焊接变形的主要因素影响焊接变形的主要因素是焊接电流,脉冲宽度和频率。随着焊接电流的增加,焊接宽度增加并且逐渐发生飞溅,导致焊接表面的氧化变形,并伴有粗糙的感觉。当脉冲宽度达到一定水平时,脉冲宽度增加并且焊接接头的强度增加。材料表面上的传热能量消耗也增加。蒸发导致液体溅出熔池,导致焊点的横截面积小,从而影响焊点强度。焊接频率对不锈钢板焊接变形的影响与钢板的厚度密切相关。对于0.5mm的不锈钢板,当频率达到2Hz时,焊接重叠率更高。当频率达到5Hz时,焊缝被严重烧毁,热影响区域变宽,变形大。可以看出,必须加强对焊接变形的有效控制。 3避免激光焊接变形的有效对策为了减少激光焊接变形的问题并提高不锈钢板的焊接质量,我们可以从优化焊接工艺参数入手。具体的操作方法如下:3.1积极引入正交实验正交实验主要是指通过正交表分析和安排多因素实验的数学统计方法。它可以使用较少的试验来获得有效的结果并推断实施。同时,您也可以进行深入分析以获得更多相关信息,并为特定工作提供基础。通常,选择焊接电流,脉冲宽度和激光频率作为要研究的关键对象。焊接变形被视为指标,其被控制在最小值并遵循合理的原理,并且因子水平被控制在适当的范围内。对于厚度为0.5 mm的不锈钢板,电流可以控制在80至96 I / A之间,频率可以控制在2至5 f / Hz之间。 3.2正交表的选择通常情况下,测试因子的数量应与正交表中级别的数量一致。因素的数量应小于正交表中的列数。正交表的合理设计可以提供相应的支持和帮助用于后续的研究工作。 3.3测试结果范围的分析根据一块厚度为0.5mm的不锈钢板的测试结果,各列的范围不相等,证明每种元素的不同含量具有特殊的特性和不同的效果。激光焊接变形的影响是电流,脉冲宽度和频率等综合因素,激光焊接工艺参数应通过电流85A,脉冲宽度7ms,频率3Hz,控制焊接参数三个值来控制,以保证最小厚度为0.5mm不锈钢板焊接变形。对于厚度为0.8mm的不锈钢板,当变形最小化时,电流,脉冲宽度和频率等参数应分别控制在124A,8ms和4Hz。焊缝的拉伸强度。厚度为1mm的不锈钢板分别为160A,11MS和5Hz。在激光焊接过程中,焊接人员将参数控制在合理范围内,既可以提高焊接质量和效率,又可以避免钢板变形,达到生产要求。随着科学技术的飞速发展,焊接变形控制技术也得到了发展。例如,有限元模拟在焊接变形控制等方面的应用,通过焊接温度和应力来避免焊接变形问题,改进了焊接变形技术。不锈钢板的应力平衡可以避免钢板的焊接变形,也可以提高焊接质量,促进相关领域的健康发展。