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工業(yè)應用
工藝升級之鈑金設計在激光焊接箱體結構中的作用
材料來源:通快           錄入時間:2022/1/14 23:48:22

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

在通快應用工程師過往的工作中,也接觸過類似的樣件,而且我們也特別針對氬弧焊、氣保焊等傳統(tǒng)焊接和激光焊做過工藝優(yōu)勢的對比。

工藝升級

鈑金設計在激光焊接

具有翻邊45°斜接接口箱體結構中的應用

樣件示意圖

對箱體結構搭邊量的優(yōu)化

圖2 角焊縫搭邊量改進

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 搭邊量優(yōu)化示意圖及實際激光焊接效果

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

邊角釋放槽的設計

在傳統(tǒng)焊接過程中,一般采用矩形或圓形邊角釋放槽。但該類型邊角釋放槽,在進行激光焊接時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計示意圖

通過調用TRUMPF激光焊接邊角釋放槽工藝塊,對產(chǎn)品結構進行優(yōu)化。在激光焊接后,可以得到非常飽滿、圓潤的焊接效果,幾乎不需要二次處理,極大的減少了后續(xù)加工的時間,如圖7所示。

a)焊接前                       b)焊接后

圖7 邊角釋放槽實際激光焊接效果

翻邊45°斜接接口的設計

在焊接不銹鋼箱體結構中,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,該接口的設計將直接影響到箱體結構的焊接質量。同時在B處也會存在較大的孔隙,直接激光焊接很難處理。

圖8 優(yōu)化前結構示意圖、

對于該種情況,本文對箱體結構進行了優(yōu)化。在設計時將臺階面部分金屬進行切除,再延伸出兩個小臺階面,如圖9a所示,之后在展開時,以其端面為基準,將先前切除部分補齊,如圖9b、9c所示。在圖8中B處,做兩個臺階面交錯延伸,以增加金屬補償量,彌補在此處產(chǎn)生的孔隙,如圖9d所示。

 圖9 翻邊45°斜角接口鈑金設計示意圖

圖10 翻邊45°斜角接口激光焊接效果

圖10為實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,過渡自然,無凹陷、焊穿等現(xiàn)象。

TruLaser Weld 5000 BE優(yōu)點:

  • 將光學控制和運動控制完美結合的成熟操作系統(tǒng)
  • 可在深熔焊、熱導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(需進行可達性檢驗)

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