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2 secrets sur l'application de la conception de la tôle dans la structure de la boîte de soudage laser

Nombre Parcourir:24     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2021-09-28      origine:Propulsé enquête

Le soudage au laser présente les avantages d'une vitesse rapide, d'une petite déformation, d'un beau cordon de soudure et d'une haute résistance.Il est largement utilisé dans l'aviation, l'automobile, le médical et d'autres domaines.Parmi eux, le soudage par autofusion au laser est un procédé de soudage sans contact sans fil de soudage, avec diverses formes de cordons de soudure et une excellente cohérence des cordons de soudure.Dans le domaine de la fabrication de tôles, son potentiel d'application est énorme.Cet article se concentre sur l'application de la conception de la tôle dans le soudage laser de la structure en caisson avec interface en onglet à 45° avec bordage.


Conception de tôle dans la structure de boîte de soudage laser


Le matériau du corps de la boîte est en acier inoxydable 304 de 1,5 mm d'épaisseur et la taille est de 200 mm × 200 mm × 115 mm.L'angle de pliage de la boîte est de 90°, 90° et 80° de bas en haut.La structure de la boîte est illustrée sur la figure.Leséquipement de découpe laserpour le découpage du produit, la machine de découpe laser Trulaser 3040, l'équipement de pliage est la machine de pliage BendCell 5130 et l'équipement de soudage laser est la machine de soudage laser Trulaser Robot 5020.Les paramètres de soudage laser sont indiqués dans le tableau.

Conception de tôlerie

Processus de soudage Puissance (W) Vitesse (m/min) Défocalisation (mm)
Soudage thermique laser 3000 1.8 10

Dans le processus de soudage traditionnel de la structure en caisson en acier inoxydable, pour obtenir des produits de soudage plus beaux, il est généralement nécessaire d'effectuer un traitement de meulage et de polissage après le soudage.Le processus de suivi est lourd et prend du temps, et il est facile de produire une déformation de soudage et une pénétration de soudage pendant le processus de soudage.Cependant, le soudage au laser a un grand potentiel d'application dans le domaine du soudage de tôles en raison de sa vitesse de soudage rapide, de sa faible déformation et de ses beaux cordons de soudure.


Parmi eux, l'équipement de soudage laser Trulaser Robot 5020 (ci-après dénommé TR5020) présente un énorme avantage dans les structures de boîtes de soudage.Le TR5020 intègre un système de focalisation automatique de haute précision sur sa tête de soudage afin qu'il puisse basculer entre le soudage laser à pénétration profonde et le soudage laser par conductivité thermique à tout moment dans la même procédure de soudage laser, sans changer la posture du robot.Dans le même temps, avec la caméra CCD à fort grossissement intégrée dans la tête de soudage, la position de mise au point du laser peut être ajustée plus précisément, de sorte que le cordon de soudure laser ait une excellente cohérence de cordon de soudure.Cependant, comment appliquer les avantages de la vitesse de soudage laser élevée, de la zone de soudage étroite affectée par la chaleur, de la faible déformation et de la haute précision au soudage de la structure en caisson est devenu un problème urgent à résoudre.


Dans la structure en caisson soudé en acier inoxydable, la soudure d'angle en caisson occupe la majeure partie de l'ensemble du processus de soudage.Afin d'obtenir un cordon de soudure laser arrondi, nous avons optimisé la quantité de chevauchement du soudage traditionnel, comme indiqué, où t est l'épaisseur de la plaque, a est la quantité de chevauchement, b est la position du centre du laser sur la section transversale de la planche, et est l'angle d'inclinaison du laser.

la soudure au laser

Chevauchement amélioré des soudures d'angle

Conception de tôlerie

Quantité de chevauchement de soudage au laser

La quantité de chevauchement optimisée est soudée à l'aide du procédé de soudage par conduction thermique au laser.Grâce au système de mise au point automatique TR5020, la quantité de défocalisation est réglée avec précision sur 10,00 mm et la précision de mise au point est de 0,01 mm.En positionnant avec précision la valeur b grâce à une caméra CCD haute puissance, une soudure laser arrondie peut être obtenue sans ajouter de fil de soudage, comme le montre la figure.Le schéma d'optimisation des marges de recouvrement convient aux plaques d'une épaisseur de 3 mm et moins, et les valeurs de a, b et sont déterminées par la valeur de t.

Conception de tôlerie

Diagramme schématique de l'optimisation de la marge de recouvrement et de l'effet réel du soudage laser

Dans la structure en caisson soudée en acier inoxydable, l'optimisation de la rainure de dégagement d'angle est également extrêmement importante, ce qui affecte directement l'effet de fond de la structure en caisson.Dans le procédé de soudage traditionnel, on utilise généralement des rainures rectangulaires ou rondes en relief.Cependant, ce type de rainure de dégagement d'angle est très facile à provoquer une pénétration de la soudure ou un sous-remplissage lors du soudage au laser.Le schéma de principe de la rainure de dégagement d'angle est illustré dans la figure ci-dessous.

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Schéma de principe de la rainure de dépouille d'angle

La structure du produit est optimisée en appelant le bloc de processus de soudage laser des rainures en relief.Après le soudage au laser, un effet de soudage très complet et rond peut être obtenu, presque aucun traitement secondaire n'est requis, ce qui réduit considérablement le temps de traitement ultérieur, comme le montre la figure.

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Schéma de principe de la conception par soudage laser d'une rainure en relief d'angle

Conception de tôlerie

Effet de soudage laser réel de la rainure en relief d'angle


Conception de l'interface de biseau à 45 ° pour le bridage de la structure de la boîte de soudage au laser


Dans la structure en caisson soudé en acier inoxydable, en raison de la déformation par flexion, il est difficile de fermer hermétiquement à l'interface de biseau à 45° de la bride.Comme indiqué en A sur la figure, le soudage au laser est extrêmement difficile à manipuler.Par conséquent, la conception de l'interface affectera directement la qualité de soudage de la structure en caisson.Dans le même temps, il y aura un grand écart en B, qui est difficile à gérer par soudage laser direct.

Conception de tôlerie

Schéma de principe de la structure avant optimisation

Pour ce genre de situation, nous avons optimisé la structure de la boîte.Lors de la conception, coupez le métal de la surface étagée, puis prolongez deux petites surfaces étagées, comme indiqué sur la figure.Ensuite, lors du dépliage, utilisez la surface d'extrémité comme référence pour remplir la partie précédemment coupée, comme indiqué sur la figure.En B sur la figure, deux surfaces étagées sont décalées pour augmenter la quantité de compensation métallique et combler l'écart produit ici, comme indiqué sur la figure.

Conception de tôlerie

Schéma de principe de la conception de la tôle pour l'interface de biseau à 45° à bride

L'image ci-dessous montre l'effet après le soudage laser réel.On peut voir sur la figure que l'interface est étroitement fermée, ce qui répond pleinement aux exigences du processus de soudage au laser.La surface du cordon de soudure est belle, la transition est naturelle et il n'y a pas de phénomène tel que l'enfoncement et le soudage.Le B de la figure est également bien rempli.

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