3D robotski stroj za lasersko zavarivanje je nova vrsta metode zavarivanja koja se trenutno često koristi. 3D Robotski laserski aparat za zavarivanje konfiguriran je od 2 dijela: "radnog stola za zavarivanje" i "robotske ruke za zavarivanje". 3D Robot za lasersko zavarivanje spaja emitirani laserski snop u optičko vlakno, a zatim koristi paralelni snop za fokusiranje na proizvod kako bi se izvršilo kontinuirano zavarivanje. Kontinuitet svjetlosti u zavarivanju čini stvarni učinak zavarivanja jačim, a zavareni šav je profinjeniji i ljepši.
3D Robotski laserski stroj za zavarivanje može postići praktične učinke kao što su velika brzina zavarivanja, mala deformacija i bez mjehurića. Istovremeno, tijekom procesa zavarivanja, 3D Robot za lasersko zavarivanje može primijeniti beskontaktno lasersko zavarivanje na nepristupačnim dijelovima proizvoda, što je fleksibilnije i praktičnije u radu i korištenju; Osim toga, stroj za zavarivanje je također opremljen s CCD Sustav praćenja kamerom u stvarnom vremenu, koji poboljšava pozicioniranje zavarivanja. Točnost olakšava promatranje raspodjele energije mjesta zavarivanja tijekom procesa zavarivanja, što uvelike poboljšava ljepotu zavarenog proizvoda; Istovremeno, 3D Robotski laserski zavarivač također može pomoći poduzećima da postignu automatizaciju u proizvodnji, a također može obrađivati i proizvoditi više laserskih zraka istovremeno, kako bi se postigla masovna proizvodnja proizvoda.
Zavarivanje zrakoplova
Korištenje zavarenih integralnih panela trupa umjesto tradicionalnih zakovanih panela trupa može uvelike smanjiti w8 komponenti, smanjiti troškove proizvodnje i poboljšati učinkovitost proizvodnje. Stoga je to postao jedan od trendova razvoja tehnologije proizvodnje velikih civilnih zrakoplova. Budući da dvostruko lasersko zavarivanje ima očitiji učinak smanjenja w8 na dugu rešetkastu strukturu oplate, a istovremeno ima bolju prostornu dostupnost za složene komponente, privuklo je veliku pozornost. Trenutno su tvrtke za proizvodnju zrakoplova, poput Airbusa, usvojile tehnologiju proizvodnje laserski zavarenih integralnih panela trupa na mnogim svojim modelima. Međutim, tehnologija proizvodnje temeljena na zavarivanju za integralne panele trupa jedna je od poteškoća u suvremenoj tehnologiji proizvodnje civilnih zrakoplova. Trenutno, nova tehnologija zavarivanja aluminijskih legura za panele trupa u dizajnu velikih putničkih zrakoplova ima svoje karakteristike u proizvodnosti.
Robot za lasersko zavarivanje za zavarivanje zrakoplova
Roboti se koriste u raznim industrijama zbog svoje visoke ponovljivosti, dobre pouzdanosti i velike primjenjivosti. Trenutno je proizvodni proces zrakoplovnih proizvoda još uvijek radno intenzivan, kompliciran u postupcima i lošim radnim uvjetima, uz veliki broj alata i ručnu proizvodnju. Nedostatak automatiziranih proizvodnih kapaciteta postao je usko grlo koje ograničava poboljšanje pouzdanosti i proizvodnih kapaciteta oružja i opreme. U eri snažnog razvoja zrakoplovstva, primjena industrijskih robota u automatiziranoj proizvodnji od strane zrakoplovnih proizvodnih poduzeća od velikog je značaja za transformaciju i unapređenje proizvodnih modela poduzeća i poboljšanje mogućnosti proizvodnje napredne opreme. Zavarivanje je važna karika u formalnom procesu proizvodnje zrakoplovnih proizvoda. Uloga koju ovdje igraju roboti za zavarivanje izuzetno je važna.
Pregled laserske zavarljivosti aluminijske legure
Od rođenja 1. aparat za lasersko zavarivanje Godine 1960. tehnologija laserskog zavarivanja brzo se razvila. Godine 1965. razvijen je stroj za zavarivanje rubinskim laserom za zavarivanje komponenti s debelim filmom. Godine 1974. u tvrtki Ford Motor Company izgrađen je prvi 1-osni laserski stroj za obradu na svijetu, portalni laserski stroj za zavarivanje. Kasnije je tvrtka Ford Motor Company iz Sjedinjenih Država razvila proizvodnu liniju za lasersko zavarivanje. Danas su se laserski generatori koji se mogu koristiti za zavarivanje razvili od prve generacije CO2 plinski laseri do YAG lasera u čvrstom stanju, kao i najnoviji vlaknasti laseri. Najveća prednost laserskog zavarivanja je koncentrirana energija, što rezultira velikim omjerom stranica zavarenog spoja i malom deformacijom zavarivanja. Kontinuiranim poboljšanjem kvalitete laserske zrake, lasersko zavarivanje postalo je zrela metoda zavarivanja, široko korištena u različitim područjima nacionalnog gospodarstva i izgradnje nacionalne obrane.
Aluminijska legura ima nisku gustoću, dobru otpornost na koroziju, visoku otpornost na umor, visoku specifičnu čvrstoću i specifičnu krutost te je idealan materijal za zrakoplovne konstrukcije. Iako su novi materijali poput titanovih legura i kompozitnih materijala posljednjih godina dobili veliku pozornost u zrakoplovnoj industriji, zbog niza prednosti poput bogatih resursa, izvrsnih performansi, jednostavne obrade i niske cijene aluminija, te kontinuirane nove toplinske obrade tradicionalnih aluminijskih legura. Razvoj i pojava novih aluminijskih legura (poput aluminijsko-litijevih legura), predvidljivo je da će primjena aluminijskih legura u zrakoplovnim konstrukcijama i dalje imati nezamjenjive prednosti u dugom vremenskom razdoblju u budućnosti. Stoga je tehnologija zavarivanja aluminijskih legura postala važan tehnički ključ. Korištenje tehnologije laserskog zavarivanja za spajanje zrakoplovnih komponenti od aluminijskih legura ima mnoge prednosti kao što su veliki omjer dubine i širine zavara, mala zona utjecaja topline zavarivanja, mala deformacija zavarivanja i velika brzina zavarivanja. Međutim, lasersko zavarivanje aluminijskih legura ima neke tehničke poteškoće.
Detaljan opis sheme laserskog zavarivanja trupa velikog putničkog zrakoplova
U komponentama laserskog zavarivanja duge rešetke oplate trupa velikog putničkog zrakoplova, duljina jednog zavara može biti veća od 4 m. Istovremeno, budući da su oplata i duga rešetka vrlo tanke, stabilnost procesa zavarivanja može se učinkovito održavati zavarivanjem. Jedan od ključeva uspjeha. U ovom rješenju, dvostruke laserske zrake istovremeno se zavaruju s obje strane unutarnje strane oplate. Kako bi se održao integritet vanjske oplate, proces zavarivanja ne može prodrijeti kroz oplatu, a T-oblikovana struktura ne mora previše naglašavati omjer stranica. Ključ je u stvaranju kontinuiranog, bezgrešnog, visokoučinkovitog zavarenog spoja. Stoga je potrebno održavati stabilnost malih rupa i rastaljene kupelji tijekom laserskog dubokog prodiranja.
Uglavnom se razmatra iz dva aspekta: S jedne strane, s gledišta jamstva alata i opreme za zavarivanje, potrebno je održavati visokoprecizno stezanje i lasersko fokusiranje i centriranje te održavati visoku ponavljajuću frekvenciju kretanja. 3D Robotski laserski stroj za zavarivanje za upravljanje glavom za zavarivanje. Točnost pozicioniranja i točnost pozicioniranja putanje, kada je potrebno, koriste odgovarajući sustav praćenja; s druge strane, zbog dobre fluidnosti tekuće aluminijske legure, niske površinske napetosti, slabe stabilnosti rastaljene kupke, istovremeno je energija ionizacije aluminija niska, a proces zavarivanja lagan. Plazma je sklona pregrijavanju i širenju, što također dovodi do slabe stabilnosti zavarivanja. Stoga bi istraživanje trebalo provoditi s gledišta metalurgije zavarivanja.
1. Aluminijska legura ima vrlo visoku početnu površinsku refleksivnost za laserske zrake (preko 90% za CO2 laseri i blizu 80% za YAG lasere), što zahtijeva veću lasersku snagu prije nego što se formira rastaljeni bazen;
2. Zbog utjecaja više faktora poput metalurgije i tehnologije, lasersko zavarivanje aluminijskih legura sklonije je porama;
3. Aluminijska legura je tipična eutektička legura i sklonija je vrućim pukotinama pod uvjetima brzog skrućivanja laserskim zavarivanjem;
4. Prilagodljivost laserskog zavarivanja je mala, a točnost montaže zavara je visoka;
5. Aluminijska legura ima veliki koeficijent linearnog širenja, što je lako za proizvodnju deformacije zavarivanja;
6. Toplinska vodljivost aluminijske legure je velika, vrijeme hlađenja je kratko, a metalurška reakcija rastaljenog sloja je nedovoljna, što lako uzrokuje nedostatke;
7. Tekuća aluminijska legura ima dobru fluidnost, nisku površinsku napetost i slabu stabilnost rastaljene kupke.
Tehnologija laserskog zavarivanja najučinkovitija je metoda za zavarivanje aluminijskih legura u zrakoplovnoj proizvodnji
Tehnologija laserskog zavarivanja i dalje je jedna od najučinkovitijih metoda za zavarivanje aluminijskih legura u zrakoplovnom području. Kontinuiranim eksperimentima i istraživanjima, lasersko zavarivanje postupno je pokazalo dobre procesne performanse i mehanička svojstva nakon zavarivanja. U usporedbi s tradicionalnim TIG i MIG zavarivanjem, lasersko zavarivanje ima karakteristike visoke kvalitete zavarivanja, visoke preciznosti i velike brzine. Trenutno je jedna od najbrže razvijajućih i najviše istraženih metoda. Posljednjih godina mnogi međunarodni znanstveni istraživači proveli su mnogo istraživanja o laserskom zavarivanju aluminijskih legura i postupno razvili pouzdaniju tehnologiju laserskog zavarivanja aluminijskih legura.
U usporedbi s tradicionalnim zakovanim stijenkama trupa, laserski zavarene stijenke trupa imaju očite učinke smanjenja w8, mogu poboljšati performanse spojnih dijelova i imaju prednosti smanjenja troškova proizvodnje i poboljšanja učinkovitosti proizvodnje. Međutim, problemi koncentracije naprezanja i deformacije uzrokovani laserskim zavarivanjem nisu prisutni u procesu zakovica. Proces laserskog zavarivanja stijenke trupa velikog putničkog zrakoplova složen je proces zavarivanja s velikom veličinom, malom debljinom i višestrukim zavarenim šavovima, a proces deformacije je vrlo kompliciran.
Raketno zavarivanje
Motor je srce rakete, a teški radni uvjeti postavljaju stroge zahtjeve na strukturu raketnog motora. Područje tijela mlaznice mora izdržati udarce i jake vibracije strujanja zraka repnog plamena, a brzina mlaza velike brzine prelazi 4 Macha. Udaljenost između unutarnjeg i vanjskog sloja produžetka mlaznice je samo 1mm, što je dvostruko nebo leda i vatre: gorivo niske temperature ispod -100℃ teče unutar međusloja, a nadzvučni plamenovi repa preko 3000℃ izvan međusloja. Međusloj mora izdržati desetke, čak i stotine udara atmosferskog tlaka i jake vibracije koje oni uzrokuju; niz strogih zahtjeva predstavlja ogroman izazov za kvalitetu zavarivanja motora.
Robot za lasersko zavarivanje za raketno zavarivanje
3D Robotski stroj za lasersko zavarivanje ima mnoge prednosti kao metoda zavarivanja tijela raketnog motora i produžetka mlaznice. Tradicionalni dio produžetka mlaznice raketnog motora podijeljen je na: regenerativno hlađenje, hlađenje zračenjem, hlađenje ispuhom i ablaciju hladnim zrakom. Vakuumsko lemljenje je konvencionalna metoda zavarivanja za regenerativne mlaznice za hlađenje sendvič strukture utora za glodanje. Ova metoda ima prosječnu čvrstoću zavara i komplicirane postupke rada. Zavarivanje se mora provoditi u vakuumskom okruženju. Teško je automatizirati proces zavarivanja i zahtijeva relativno visoku tehničku razinu operatera. Proizvodni ciklus je visok, a troškovi proizvodnje visoki. Nakon analize i demonstracije, lasersko zavarivanje je prvi izbor za zavarivanje sendvič strukture regenerativne mlaznice za hlađenje utora za glodanje. Ima mnoge prednosti kao što su kratak proizvodni ciklus, visok stupanj automatizacije i niski zahtjevi za okoliš. Može uvelike skratiti ciklus razvoja mlaznice raketnog motora (na 1 sati), smanjiti troškove proizvodnje mlaznice, čime se učinkovito smanjuju troškovi lansiranja rakete.
