Là một công nghệ gia công kim loại mới nổi, công nghệ hàn laser có thể thực hiện quá trình hàn các vật liệu kim loại khác nhau và có nhiều ứng dụng trong ngành gia công kim loại. Công nghệ hàn laser thông qua nguyên lý phản ứng laser để thu thập chùm tia laser mật độ năng lượng cao, với tốc độ nhanh, độ chính xác cao, đã được các doanh nghiệp gia công kim loại chính xác ứng dụng nhiều hơn. Để tăng tốc độ phát triển đổi mới của máy điều hòa không khí thương mại, công ty chúng tôi đã giới thiệu phương pháp hàn laser, cung cấp một phương pháp mới để xử lý và sản xuất các bộ phận kim loại tấm cho máy điều hòa không khí thương mại, đồng thời nâng cao hơn nữa khả năng cạnh tranh về chất lượng sản phẩm.
Bối cảnh hàn laser
Hiện nay, ngành công nghiệp điều hòa không khí thường sử dụng các phương pháp hàn được bảo vệ bằng khí, hàn hồ quang, hàn phản ứng và các phương pháp hàn khác để đạt được sự kết hợp kín các bộ phận kim loại tấm, nhưng do các phương pháp hàn trên có sự phân tán, khuếch tán và khuếch tán năng lượng đầu ra. Các đặc điểm khác, nhìn chung có chất lượng đường hàn kém, cường độ lao động cao của nhân viên, môi trường vận hành kém và các vấn đề khác, kèm theo vết hàn, cần phải trải qua phần sau của quá trình mài và làm mịn, dẫn đến tăng chi phí hàn liên tục, không có lợi cho sự phát triển lâu dài và đổi mới công nghệ của doanh nghiệp. Phát triển lâu dài và đổi mới công nghệ.
Nghiên cứu thực nghiệm về hàn laser
Nghiên cứu thí điểm về hàn laser tại công ty chúng tôi bắt đầu từ các bộ phận của hộp điều khiển điện tử, mục đích là thay thế phương pháp hàn được bảo vệ bằng khí CO2 truyền thống thông qua ứng dụng hàn laser. Nguyên liệu thô của các bộ phận của hộp điều khiển điện tử là tấm mạ kẽm nóng, thường có độ dày từ 1,0 đến 3,0mm, chủ yếu xem xét hình dạng của các bộ phận hộp điều khiển điện tử đó đều đặn hơn, mối hàn là trạng thái phân bố đường thẳng trong không gian. Là thông số quan trọng để dự đoán chất lượng mối hàn, độ sâu mối hàn quyết định chất lượng của mối hàn cuối cùng. Nếu chiều sâu mối hàn quá lớn có thể dẫn đến các chi tiết bị hàn xuyên qua, làm tăng thêm các thao tác bổ sung như hàn sửa chữa thứ cấp, liên quan đến các chi tiết kín khí, kín nước thì chất lượng hàn sửa chữa cực kỳ cao; nếu chiều sâu mối hàn quá nhỏ có thể dẫn đến chiều cao mối hàn quá lớn, làm tăng khối lượng công việc mài sau gia công. Vì vậy, đối với mối quan hệ giữa độ sâu mối hàn và tốc độ hàn, công suất laser, trong nghiên cứu thực nghiệm thường được sử dụng để điều khiển các phương pháp thay đổi, ở các công suất hàn laser khác nhau. Tất nhiên, người đầu tiên thực hiện thử nghiệm hàn laser loại bộ phận hộp điều khiển điện tử này, nhưng cũng tính đến nhu cầu về lô lớn hơn, có thể chuẩn bị đầy đủ cho quá trình tự động hóa muộn của công nghệ hàn laser.
Ứng dụng thực tế của hàn laser
Các bộ phận khay nước thương mại trong ứng dụng
Các bộ phận của khay bắt như một bộ phận chính làm mát bằng nước thương mại, việc hàn kín của nó đặc biệt quan trọng, các bộ phận này chủ yếu được sử dụng để thu gom nước thải tuần hoàn của thiết bị làm mát bằng nước, vỏ chịu được áp lực nước và cần đáp ứng các yêu cầu ăn mòn , thường sử dụng vật liệu thép không gỉ làm nguyên liệu thô.
So với vật liệu thép carbon truyền thống, vật liệu thép không gỉ, điện trở suất cao, hệ số giãn nở nhiệt lớn, kết hợp với đặc tính luyện kim hàn của vật liệu, việc sản xuất các bộ phận khay hứng nước thương mại hiện nay nhiều hơn quá trình hàn điểm điện trở cộng với quá trình hàn hồ quang chế độ, nhưng có một số vấn đề và khuyết điểm nhất định, chủ yếu biểu hiện như sau: hàn điểm điện trở có thể làm giảm hiệu quả biến dạng hàn của các bộ phận trong khay hứng, nhưng có vết lõm rõ rệt ở các mối hàn, mối hàn với số lượng lớn, ảnh hưởng đến chất lượng và tính đồng bộ của các bộ phận, nâng cao chất lượng của các công đoạn sau. Sự đồng nhất về chất lượng của các chi tiết, làm tăng khối lượng công việc của quá trình mài sau này. Và hàn điểm điện trở là một dạng kết nối điểm độc lập rời rạc, quá trình hàn điểm của kết cấu các bộ phận khay nước kém. Mặc dù hàn hồ quang thủ công có thể đạt được hàn kín liên tục, như trên Hình 4, nhưng biến dạng hàn hồ quang thép không gỉ, số lượng hàn hồ quang lớn sẽ gây ra biến dạng nhiệt của các bộ phận của chảo hứng, ảnh hưởng đến vị trí điểm thấp nhất của toàn bộ bộ phận dẫn đến các bộ phận trữ nước lâu, không có lợi cho hoạt động ổn định lâu dài của bộ phận làm mát bằng nước.
Việc sử dụng hàn laser trên mép khớp nối uốn của các yêu cầu về đường may còn lại cao hơn, tia laser 1500W thông thường yêu cầu chiều rộng mối hàn từ 2,5mm trở xuống, nếu mối hàn quá rộng có thể xảy ra hiện tượng xuyên thấu mối hàn, mối hàn rỗng, biến dạng và các hiện tượng khác và yêu cầu của toàn bộ mối hàn song song để duy trì tính nhất quán cơ bản; Nếu không, sẽ có sự mất ổn định của chất độn, dẫn đến một khe hở nhỏ của một phần chiều cao mối hàn của phần lớn, trung gian chỉ để đáp ứng yêu cầu, trong khi khe hở lớn ở cuối trống. Khe hở lớn ở một đầu của mối hàn rỗng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của các bộ phận, việc bổ sung lần thứ hai phải thực hiện thủ công, làm giảm hiệu quả sản xuất.
Hàn laser cũng có lợi cho việc giảm hoặc loại bỏ khối lượng công việc mài sau quá trình, thông qua cài đặt thông số hàn thích hợp, bạn có thể giảm chiều cao mối hàn và thậm chí đạt được độ phẳng 0.1mm, đây đơn giản là một điều may mắn để mài thép không gỉ. Vì độ cứng và độ bền của vật liệu thép không gỉ 304 đối với tấm mạ kẽm thông thường hơn 5 lần nên mức tiêu thụ đĩa mài và khối lượng công việc mài đã tăng lên rất nhiều, mài chiều cao mối hàn 1,2mm, chiều dài mối hàn thép không gỉ 100mm trung bình là 5 phút, công việc mài liên tục không chỉ làm tăng cường độ lao động của người vận hành mà còn cải thiện giá thành sản phẩm, điều này không lạc quan về sự phát triển của doanh nghiệp. Không lạc quan.
Để thay đổi quy trình hiện tại, thông qua trao đổi và hợp tác với các nhà sản xuất thiết bị laser tiên tiến trong và ngoài nước, phát triển robot công nghiệp sáu trục, đèn hàn laser tự động và hệ thống điều khiển cấp dây, bàn làm việc cố định linh hoạt tích hợp hàn laser tự động lập trình chương trình, chương trình thông qua việc thiết kế các đồ gá linh hoạt, các loạt bộ phận khác nhau để kẹp và định vị nhanh chóng, cũng như đồng bộ hóa để đạt được sự chuyển đổi nhanh chóng của các bộ phận. Thông qua mỏ hàn robot cầm tay, đường hàn phục vụ cho việc giảng dạy, do đó có thể giảm đáng kể độ khó của hoạt động hàn tự động, giảm chi phí đầu tư của người vận hành hàn chuyên nghiệp.
Việc sử dụng hiện tại của hệ thống hàn laser rô-bốt sáu trục để hàn các bộ phận chảo bắt nước, công suất hàn 1500W, tốc độ hàn trung bình 1,4m/phút, toàn bộ quá trình kẹp và định vị dành 5 phút, lập trình dạy thủ công dành 10 phút, quy trình hàn 2 phút , các điều chỉnh khác mất 8 phút, hàn lần đầu các bộ phận chảo hứng nước đơn mất 25 phút, do hàn lại. Các bộ phận không cần phải hướng dẫn và các điều chỉnh khác, vì vậy thời gian trung bình để sản xuất hàng loạt một bộ phận đĩa đựng nước là 7 phút và sau quá trình không cần mài, không cần người vận hành hàn chuyên nghiệp, toàn bộ quá trình xử lý chi phí giảm hơn 25%.
Ứng dụng của các bộ phận khung hỗ trợ thương mại
Là một khung cấu trúc máy thương mại, hỗ trợ nhiều bộ phận lớp khung hơn, cấu trúc thiết kế của các bộ phận đó cho hộp dài, thuận lợi cho việc lắp ráp và chịu tải, do loại bộ phận trong hộp này chủ yếu đóng vai trò hỗ trợ khung, không tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài nên yêu cầu chống ăn mòn không cao, thường sử dụng tấm mạ kẽm nóng có độ dày 4.0mm làm nguyên liệu thô, tấm mạ kẽm của tấm mạ kẽm tấm không chỉ có tác dụng che chắn vật lý mà trên nền thép còn có vai trò chống ăn mòn cho nền thép. Và ma trận thép còn có vai trò bảo vệ điện hóa, là vật liệu thép tiết kiệm chi phí.
Tuy nhiên, sự có mặt của lớp mạ kẽm trong tấm thép mạ kẽm sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình hàn và chất lượng của các bộ phận đỡ. Nguyên nhân là do trong quá trình hàn thép mạ kẽm có sự khác biệt lớn giữa tính chất vật lý của lớp mạ kẽm và thép cacbon nền (nhiệt độ nóng chảy của lớp mạ kẽm là 420 độ và nhiệt độ sôi là 908 độ, trong khi đó nhiệt độ nóng chảy của thép nền là 1300 độ và nhiệt độ sôi là 2861 độ) do đó lớp mạ kẽm bốc hơi trước khi thép nền nóng chảy và hiện tượng này ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hàn và mối hàn. chất lượng của tấm thép mạ kẽm.
Hiện tại, nhà máy sản xuất các bộ phận khung hỗ trợ của quá trình hàn chính bằng hàn điểm, hàn hồ quang và hàn laser. Đối với hàn điểm điện trở, do có lớp mạ kẽm nên điện cực dễ tạo hợp kim với lớp kẽm trong quá trình hàn, điều này làm đẩy nhanh quá trình oxy hóa bề mặt điện cực đồng và người vận hành cần đánh bóng đầu điện cực liên tục, do đó làm giảm tuổi thọ của điện cực đồng. Việc sử dụng hàn hồ quang thủ công, do nhiệt độ sôi của kẽm thấp, trong hồ quang chỉ cần chạm vào lớp mạ kẽm sẽ nhanh chóng bay hơi dẫn đến hơi kẽm phun ra ngoài, dễ hàn các hạt xỉ, lỗ rỗ, bắn tóe, dẫn đến hiện tượng hàn hồ quang tay. sự khác biệt lớn về độ phẳng của bề mặt mối hàn, làm tăng khối lượng công việc mài sau quá trình và yêu cầu đảm bảo độ kín khí của các bộ phận chống thấm có rủi ro lớn về chất lượng. Các bộ phận hàn hồ quang thủ công có hiện tượng bay hơi lớp kẽm rõ ràng hơn, đặc biệt là ở gần phần giữa và đầu sau của hiện tượng phun hồ nóng chảy lớn hơn, dẫn đến khối u mối hàn, độ xốp và các vấn đề chất lượng khác.
Ứng dụng hàn laser không chỉ giúp cải thiện độ bền, độ cứng của mối hàn mà còn giải quyết được các vấn đề về độ biến dạng hàn lớn, độ phẳng của mối hàn thấp, dễ tạo khe hở, giảm độ bền của vật liệu nền khi hàn thép mạ kẽm và thép cường độ cao. -Tấm thép cường lực với phương pháp hàn điểm kháng truyền thống. Các bộ phận khung hỗ trợ thương mại trong việc sử dụng quy trình hàn laser, bởi vì tia laser có thể có mật độ năng lượng lớn hơn trong khe hở nhỏ để xuyên qua mối hàn, do đó mối hàn ở dạng hàn không liên tục, từ các tính chất cơ học của dữ liệu thử nghiệm, Việc sử dụng hàn laser sau độ bền của mối hàn có thể được so sánh với hàn điểm điện trở để nâng cao khoảng 30%.
Hiện tại, công ty chúng tôi đang dần thực hiện ứng dụng đổi mới hàn laser theo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, từ hộp điều khiển điện tử đến khay hứng nước, khung đỡ và các vật liệu khác nhau, các loại bộ phận khác nhau để ứng dụng thử nghiệm, để đạt được các phần của việc giảm chi phí, mục tiêu cải thiện chất lượng. Sự phát triển ứng dụng hàn laser của công ty chúng tôi không thể tách rời khỏi sự hỗ trợ kỹ thuật phần cứng và phần mềm của các nhà sản xuất thiết bị hàn laser tiên tiến trong và ngoài nước, và trong tương lai sẽ tiếp tục duy trì trao đổi và hợp tác với các nhà sản xuất xuất sắc bên ngoài, để đạt được chiến thắng - Win phát triển doanh nghiệp.
