Como tecnología emergente de procesamiento de metales, la tecnología de soldadura láser puede lograr el procesamiento de soldadura de varios materiales metálicos y tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria de procesamiento de metales. La tecnología de soldadura láser reúne un rayo láser de alta densidad de energía a través del principio de reacción láser, que se caracteriza por su alta velocidad y precisión y se ha utilizado con mayor frecuencia en empresas de procesamiento de metales de precisión. Con el fin de acelerar el desarrollo innovador de acondicionadores de aire comerciales, GREE ha introducido la soldadura láser para proporcionar una nueva forma de procesar y fabricar piezas de chapa para acondicionadores de aire comerciales y mejorar aún más la competitividad de la calidad del producto.
Antecedentes de la aplicación de la soldadura por láser
La industria del aire acondicionado utiliza actualmente soldadura con protección de gas, soldadura por arco, soldadura por reacción y otros métodos de soldadura para lograr una combinación sellada de piezas de chapa metálica. Sin embargo, debido a que los métodos de soldadura anteriores tienen dispersión de salida de energía, difusión y otras características, generalmente hay mala calidad de soldadura, intensidad de trabajo del personal, entorno operativo deficiente y otros problemas, y acompañado de salpicaduras de soldadura, la necesidad de pasar por el post- El proceso de molienda plana, lo que resulta en un aumento continuo de los costos de soldadura, no es propicio para el desarrollo a largo plazo de las empresas y la innovación tecnológica.
Estudio experimental de soldadura láser
El estudio piloto de soldadura láser GREE comenzó con piezas tipo caja de control eléctrico con el objetivo de reemplazar la soldadura tradicional protegida con gas CO2 por la aplicación de soldadura láser. La materia prima para las piezas de la caja de control eléctrico es chapa galvanizada en caliente, generalmente entre 1.0 y 3.0mm de espesor, principalmente teniendo en cuenta la forma más regular de este tipo de control eléctrico. partes de la caja, la costura de soldadura es un estado de distribución espacialmente recto, su vista tridimensional se muestra en la figura. Las profundidades de soldadura excesivas pueden hacer que las piezas se suelden, agregando operaciones adicionales, como la soldadura de relleno secundario, y la calidad de la soldadura de relleno es extremadamente exigente cuando se trata de piezas herméticas al gas y selladas con agua. Si la profundidad de la soldadura es demasiado pequeña, la altura de la soldadura puede ser demasiado alta, lo que aumenta la cantidad de trabajo necesario para el rectificado posterior al proceso. Por lo tanto, para la relación entre la profundidad de soldadura y la velocidad de soldadura, la potencia del láser, en la investigación experimental, a menudo se usa para controlar el método variable, en diferentes potencias de soldadura por láser, la relación entre la profundidad de soldadura y la velocidad de soldadura se muestra en la siguiente figura.
Aplicaciones prácticas de la soldadura láser
Aplicaciones en componentes de bandejas de agua comerciales
Como parte clave de la unidad refrigerada por agua comercial, el sellado soldado de las piezas de la bandeja de agua es especialmente importante. Estas partes se utilizan principalmente para la recolección de aguas residuales circulantes de la unidad enfriada por agua, la carcasa está sujeta a alta presión de agua y debe cumplir con los requisitos de resistencia a la corrosión.
En comparación con los materiales de acero al carbono tradicionales, los materiales de acero inoxidable tienen una alta resistividad y un alto coeficiente de expansión térmica, combinados con las características metalúrgicas de soldadura del material, la fabricación actual de piezas de bandejas de agua comerciales utiliza principalmente el proceso de soldadura por puntos de resistencia más el modo de proceso de soldadura por arco. Sin embargo, hay ciertos problemas y deficiencias, principalmente: aunque la soldadura por puntos de resistencia puede reducir efectivamente la deformación de soldadura de las partes de la bandeja de agua, hay marcas de hendidura obvias en las juntas soldadas, y el número de juntas soldadas es alto, lo que afecta la consistencia de la calidad de las piezas y aumenta la carga de trabajo del proceso de rectificado posterior. Y la soldadura por puntos de resistencia es una forma discreta e independiente de conexión de puntos, el proceso de soldadura por puntos del sellado de la estructura de las piezas de la bandeja colectora de agua es deficiente. Aunque la soldadura por arco manual puede lograr una soldadura de sellado continua, como se muestra a continuación, pero la deformación de la soldadura por arco de acero inoxidable, a la Una gran cantidad de soldadura por arco causará una deformación térmica de las partes de la placa receptora de agua, lo que afectará la posición del punto más bajo de toda la parte, lo que resultará en un almacenamiento prolongado de agua en las partes, lo que no es propicio para una operación estable a largo plazo de unidades refrigeradas por agua.
El uso de soldadura láser en el borde de flexión de los requisitos de la costura residual es alto, generalmente el láser de 1500 W requiere un ancho de soldadura de 2,5 mm o menos. Si la soldadura es demasiado ancha, puede haber penetración de la soldadura, soldaduras vacías y deformación, y se requiere mantener el paralelismo de toda la soldadura de manera generalmente consistente. De lo contrario, habrá un relleno de alambre inestable, lo que resultará en una pequeña brecha en una sección de la altura de soldadura es grande, la sección central solo para cumplir con los requisitos, mientras que el espacio entre el extremo grande de la soldadura vacía, que afecta seriamente la calidad de las piezas, la soldadura de relleno secundario debe realizarse manualmente, pero reducir la eficiencia de producción.
La soldadura láser también facilita la reducción o eliminación de la carga de trabajo de rectificado posterior al proceso. Con la configuración correcta de los parámetros de soldadura, es posible reducir la altura de soldadura e incluso lograr una planitud de 0.1 mm, lo cual es una gran ayuda para el esmerilado de acero inoxidable. Como la dureza y la resistencia del acero inoxidable 304 son más de 5 veces mayor que la chapa galvanizada ordinaria, la cantidad de discos abrasivos consumidos y la cantidad de trabajo involucrado es considerablemente mayor. Pulir una altura de soldadura de 1,2 mm, una longitud de soldadura de acero inoxidable de 100 mm requiere un promedio de 5 minutos, trabajo de pulido continuo no solo aumenta la intensidad de trabajo del operador, pero también aumenta el costo de producción del producto, que no es optimista para el desarrollo de las empresas. Las piezas de acero inoxidable se pulen manualmente después de soldarlas, como se muestra a continuación.
Para cambiar el proceso existente, a través de la comunicación y la cooperación con fabricantes de equipos láser avanzados en el país y en el extranjero, hemos desarrollado un robot industrial de seis ejes, una pistola de soldadura láser automática y un sistema de control de alimentación de alambre, un banco de trabajo de accesorios flexibles integrado con demostración programable y enseñanza de la solución de soldadura automática por láser. La solución permite la sujeción y el posicionamiento rápidos de diferentes series de piezas mediante el diseño de accesorios flexibles para sincronizar el cambio rápido de piezas. operaciones de soldadura significativamente menos difíciles y reduciendo la entrada de operadores de soldadura especializados.
El uso actual del sistema de soldadura láser robótica de seis ejes para soldar las piezas de la bandeja de agua, como se muestra en la figura, la potencia de soldadura de 1500 W, la velocidad de soldadura promedio de 1,4 m/min, los costos de sujeción y posicionamiento completos 5 min, enseñanza manual y la programación cuesta 10 minutos, el proceso de soldadura 2 minutos, otros ajustes tomaron 8 minutos, la soldadura inicial de una sola pieza de la bandeja de agua tomó 25 minutos, como resultado de volver a soldar este tipo de Como no se requiere enseñanza y otros ajustes para soldar la pieza nuevamente, el el tiempo promedio dedicado a una sola pieza de bandeja de agua es de 7 minutos en la producción en masa, y no se requiere rectificado para el proceso posterior, no se requieren operadores de soldadura especializados y los costos del proceso se reducen en más del 25 por ciento.
Aplicaciones en componentes de estructuras de soporte comerciales
Como esqueleto de la estructura externa de la máquina comercial, hay una gran cantidad de piezas del bastidor de soporte, que están diseñadas en una estructura larga similar a una caja para facilitar el montaje y la carga. Como este tipo de pieza desempeña principalmente el papel de soporte del bastidor dentro de la caja, no está en contacto directo con el ambiente externo y, por lo tanto, no tiene altos requisitos de resistencia a la corrosión. La capa galvanizada de chapa galvanizada no solo brinda protección física sino también protección electroquímica al sustrato de acero, lo que lo convierte en un costo- material de acero eficaz.
La capa galvanizada de lámina galvanizada no solo brinda protección física sino también protección electroquímica al sustrato de acero, lo que lo convierte en un material de acero rentable. La razón de esto es la gran diferencia en las propiedades físicas del recubrimiento de zinc y el acero al carbono base. durante la soldadura de la lámina de acero galvanizado (el recubrimiento de zinc tiene un punto de fusión de 420 grados y un punto de ebullición de 908 grados, mientras que el acero base tiene un punto de fusión de 1300 grados y un punto de ebullición de 2861 grados). La vaporización de por lo tanto, el recubrimiento de zinc precede a la fusión del acero base, un fenómeno que puede tener un impacto significativo en el proceso de soldadura y en la calidad de la chapa de acero galvanizado.
Actualmente, los tres principales procesos de soldadura para las piezas del marco de soporte son la soldadura por puntos de resistencia, la soldadura por arco eléctrico y la soldadura por láser. Para la soldadura por puntos de resistencia, la presencia de una capa galvanizada hace que el electrodo sea susceptible de alearse con la capa de zinc durante la soldadura, lo que acelera la Proceso de oxidación en la superficie del electrodo de cobre y requiere que el operador pula continuamente la punta del electrodo, lo que reduce la vida útil del electrodo de cobre. Cuando se usa soldadura por arco manual, debido al bajo punto de ebullición del zinc, cuando el arco primero toca la capa galvanizada, el zinc se vaporiza rápidamente y el vapor de zinc resultante se expulsa hacia el exterior, lo que puede hacer que la soldadura produzca fácilmente partículas de escoria, porosidad y salpicaduras, lo que genera grandes diferencias en la planitud de la superficie de la soldadura, lo que aumenta la carga de trabajo de post- proceso de rectificado y un gran peligro para la calidad de las piezas que deben ser impermeables y herméticas a los gases, como se muestra en el siguiente diagrama. El fenómeno evidente de volatilización de la capa de zinc en la soldadura de las piezas soldadas mediante soldadura manual por arco, especialmente cerca de la parte media y trasera donde hay un mayor charco de spray fundido, dando lugar a la aparición de problemas de calidad como tumores de soldadura y porosidad.
La aplicación de la soldadura láser no solo mejora la resistencia y la rigidez de la costura de soldadura, sino que también resuelve los problemas de la soldadura por puntos de resistencia tradicional en la soldadura de chapas de acero galvanizado y chapas de acero de alta resistencia, como grandes deformaciones de soldadura, baja planitud de la junta de soldadura, Fácil de producir espacios y resistencia reducida del material base. Piezas de marco de soporte comercial en el uso del proceso de soldadura por láser, porque el láser puede tener una gran densidad de energía en un pequeño espacio bajo la penetración de la soldadura, de modo que la soldadura se forma para soldadura intermitente, a partir de las propiedades mecánicas de los datos de prueba, el uso de soldadura láser después de la resistencia de la soldadura puede ser aproximadamente un 30 por ciento más alto que la soldadura por puntos de resistencia, como se muestra en la figura a continuación.
