Visa pramoniniams suvirinimo robotams tinkamų medžiagų analizė

Pramoniniai suvirinimo robotai, kaip pagrindinė intelektualios gamybos įranga, buvo plačiai naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip automobiliai, inžinerinės mašinos, aviacija ir kt. dėl didelio tikslumo, didelio stabilumo ir didelio efektyvumo. Taikomos suvirinimo medžiagos apima pagrindines metalo medžiagų kategorijas, o specifinis pritaikymas turi būti visapusiškai įvertintas atsižvelgiant į medžiagų charakteristikas, suvirinimo procesus ir roboto konfigūracijas.
1, juodo metalo medžiagos (pagrindinės taikymo sritys)
Juodojo metalo pagrindas yra geležis, o jo suvirinimo charakteristikas lemia anglies kiekio ir lydinio elementų skirtumai. Tai pagrindinis pramoninių suvirinimo robotų taikinys.
1. Mažai anglies turintis plienas (įskaitant Q235, SPHC ir kt.)
Medžiagos charakteristikos: anglies kiekis Mažiau arba lygus 0,25%, puikus suvirinamumas, vidutinis šilumos laidumas, lydymosi temperatūra apie 1450-1550 laipsnių, maža kaina, stiprumas atitinka bendrųjų konstrukcijų reikalavimus.
Tinkamas suvirinimo procesas:
Lydymosi elektrodų ekranuotas suvirinimas (MIG/MAG): dažniausiai naudojamas procesas, kai robotai pasiekia efektyvų suvirinimą nuolat tiekdami vielą, tinka storų plokščių sujungimui ir komponentų (pvz., statybinių mašinų rėmų ir automobilių važiuoklių) surinkimui.
Taškinis suvirinimas: sujungdami plonas plokšteles (pvz., automobilio kėbulo dangą), robotai greitai suvirina taškinį suvirinimą naudodami didelio{0}}dažnio ir didelio- tikslumo tašką, o suvirinimo efektyvumas 3–5 kartus didesnis nei atliekant rankinį darbą.
TIG suvirinimas: tinka didelio{0}}tikslumo sandūrinėms siūlėms (pvz., vamzdynams ir tikslioms mechaninėms dalims), robotas gali tiksliai valdyti lanko ilgį ir suvirinimo greitį, kad būtų užtikrintas vienodas suvirinimo siūlių susidarymas.
Tipiškas pritaikymas: automobilio kėbulas, konteineris, plieno konstrukcijų gamykla, staklių lova ir kt.
2. Mažai legiruotas plienas (įskaitant Q355, 40Cr, 16Mn ir kt.)
Medžiagos charakteristikos: Anglies kiekis Mažiau arba lygus 0,2%, pridedami lydinio elementai, tokie kaip Mn, Si, Cr ir tt, kurių stiprumas didesnis nei mažai anglies turintis plienas, geras suvirinamumas, tačiau suvirinimo metu reikia kontroliuoti šilumos patekimą, kad būtų išvengta šaltų įtrūkimų.
Tinkamas suvirinimo procesas:
MAG suvirinimas (apsauga nuo argono): naudojant argono ir anglies dioksido dujų apsaugos mišinį, sumažinama suvirinimo siūlės oksidacija ir pagerinamas atsparumas įtrūkimams. Jis tinka storų plokščių suvirinimui (pvz., inžinerinėms robotinėms rankoms ir slėginiams indams).
Tipiškas pritaikymas: statybos mašinos, slėginiai indai, laivų statyba, vėjo jėgainių bokštai ir kt.
3. Nerūdijantis plienas (įskaitant 304, 316, 321 serijas ir kt.)
Medžiagos charakteristikos: Sudėtyje yra Cr Daugiau nei 10,5%, Ni ir kitų elementų, atsparus korozijai -atsparus aukštai- temperatūrai, prastas šilumos laidumas (apie 1/3 mažo anglies plieno), linkęs į tarpkristalinę koroziją ir karšto įtrūkimo suvirinimo metu.
Tinkamas suvirinimo procesas:
TIG suvirinimas (argono lankinis suvirinimas): dažniausiai naudojamas procesas, kurio metu robotas tiksliai valdo šilumos įvedimą (maža srovė, greitas suvirinimas), kad sumažintų suvirinimo metalo perkaitimą ir išvengtų tarpkristalinės korozijos. Jis tinka plonoms plokštėms ir tiksliesiems komponentams (pvz., nerūdijančio plieno vamzdžiams ir medicinos įrangai).
MIG suvirinimas (impulsinis režimas): naudojant impulsinę srovę, o ne nuolatinę srovę, siekiant sumažinti suvirinimo šilumą ir purslų kiekį, tinka vidutinio storio plokščių suvirinimui (pavyzdžiui, nerūdijančio plieno talpyklos ir cheminė įranga), robotas gali kompensuoti suvirinimo deformaciją per suvirinimo siūlių sekimo sistemą.
-* * Tipinės taikymo sritys * *: cheminė įranga, maisto mašinos, medicinos prietaisai, kosmoso komponentai ir kt.
2, spalvotųjų metalų medžiagos (didelio-tikslumo taikymo sritis)
Spalvotieji metalai yra mažo tankio, didelio laidumo / šilumos laidumo, juos sunkiau suvirinti nei juoduosius metalus, todėl reikia specializuotos roboto konfigūracijos ir proceso optimizavimo.
1. Aliuminio lydinys (įskaitant 6061, 5052, 7075 serijas ir kt.)
Medžiagos charakteristikos: tankis yra tik trečdalis plieno, stiprumo ir svorio santykis yra didelis, šilumos laidumas yra labai stiprus (maždaug tris kartus didesnis nei mažai anglies turinčio plieno), lydymosi temperatūra yra žema (apie 660 laipsnių), suvirinimo metu jis linkęs oksiduotis (sukuriant karštą Al ₂ O ∝ oksidą ir plėvelę), trūkinėja.
Tinkamas suvirinimo procesas:
MIG suvirinimas (apsauga argono dujomis + specializuota aliuminio suvirinimo viela): robote turi būti sumontuotas aliuminio suvirinimo vielos padavimo aparatas, turintis aukštą vielos padavimo stabilumą (siekiant išvengti vielos sukibimo), naudojant didelės srovės ir trumpojo lanko suvirinimą, kad greitai prasiskverbtų per oksido plėvelę, tinka suvirinti vidutines ir storas plokštes (pvz., automobilių ratų stebules ir aviacijos konstrukcinius komponentus).
TIG suvirinimas (AC režimas): kintamosios srovės srovė gali pažeisti oksido plėvelę dėl "katodinio valymo" efekto, tinka plonoms plokštėms ir tikslioms detalėms (pvz., aliuminio lydinio durims ir langams, elektroninės įrangos korpusams). Robotas turi kontroliuoti lanko stabilumą, kad neperdegtų.
Tipiškos taikymo sritys: automobilių gamyba (lengvas kėbulas, rato stebulė), erdvėlaivių pramonė (orlaivio sparnai, fiuzeliažo rėmas), greitųjų{0}} geležinkelių kėbulas, elektroninė įranga ir kt.
2. Varis ir vario lydiniai (įskaitant purpurinį varį, žalvarį, bronzą)
Medžiagos charakteristikos: Stiprus elektros ir šilumos laidumas (vario šilumos laidumas yra 5 kartus didesnis nei mažai anglies plieno), aukšta lydymosi temperatūra (varis 1083 laipsniai), lengvas šilumos praradimas suvirinimo metu ir linkęs į nepilną susiliejimą ir poringumą. Suvirinant žalvarį taip pat išsiskiria cinko garai (toksiški).
Tinkamas suvirinimo procesas:
TIG suvirinimas (argono ir helio mišri apsauga): helis gali padidinti lanko temperatūrą, kompensuoti aukštą vario šilumos laidumą ir tinka suvirinti plonas varines plokštes (pvz., elektrinius komponentus ir vamzdynus). Robotas turi naudoti didelę srovę ir lėtą suvirinimo greitį, kad užtikrintų šilumos patekimą.
MIG suvirinimas (impulsinis režimas+specializuota vario suvirinimo viela): tinka suvirinti žalvario ir bronzos vidutinio storio plokštes (pvz., vožtuvus ir šilumokaičius), robotai bendradarbiauja su dūmų valymo sistemomis, kad apdorotų cinko garus ir išvengtų aplinkos taršos.
Nuolat tobulėjant robotų technologijoms, suvirinimo procesams ir medžiagų mokslui, taikomų pramoninių suvirinimo robotų medžiagų asortimentas ir toliau plėsis. Ateityje jų pritaikymas specialių medžiagų suvirinimo, kompozitinių medžiagų sujungimo ir kitose srityse bus platesnis, o tai suteiks stipresnę techninę pagalbą išmaniajai gamybai.