Teollisuuden hitsausroboteille soveltuvien materiaalien täydellinen analyysi

Älykkään valmistuksen ydinlaitteistona teollisia hitsausrobotteja on käytetty laajalti eri aloilla, kuten autoissa, konepajakoneissa, ilmailuteollisuudessa jne. niiden etujen vuoksi: korkea tarkkuus, korkea vakaus ja korkea hyötysuhde. Soveltuvat hitsausmateriaalit kattavat yleiset metallimateriaaliluokat, ja erityinen sopeutumiskyky on arvioitava kattavasti materiaalin ominaisuuksien, hitsausprosessien ja robottikokoonpanojen perusteella.
1, Mustat metallimateriaalit (pääkäyttöalueet)
Musta metalli perustuu rautaan, ja sen hitsausominaisuudet määräytyvät hiilipitoisuuden ja seosalkuaineiden erojen perusteella. Se on teollisuuden hitsausrobottien pääkohde.
1. Vähähiilinen teräs (mukaan lukien Q235, SPHC jne.)
Materiaalin ominaisuudet: Hiilipitoisuus alle tai yhtä suuri kuin 0,25%, erinomainen hitsattavuus, kohtalainen lämmönjohtavuus, sulamispiste noin 1450-1550 astetta, alhainen hinta, lujuus täyttää yleisten rakenteiden vaatimukset.
Sopiva hitsausprosessi:
Sulamiselektrodilla suojattu kaasuhitsaus (MIG/MAG): Yleisimmin käytetty prosessi, jossa robotit saavuttavat tehokkaan hitsauksen jatkuvalla langansyötöllä. Soveltuu paksujen levyjen liittämiseen ja komponenttien kokoonpanoon (kuten rakennuskoneiden rungot ja autojen alustat).
Pistehitsaus: Ohuille levyliitoksille (kuten auton korin päällysteille) robotit saavuttavat nopean pistehitsauksen korkean-taajuuden ja suuren-tarkkuuden pisteohjauksen avulla. Hitsausteho on 3–5 kertaa korkeampi kuin manuaalisella työllä.
TIG-hitsaus: Soveltuu erittäin{0}}tarkkoihin puskuhitsauksiin (kuten putkiin ja tarkkuusmekaanisiin osiin). Robotti voi ohjata tarkasti kaaren pituutta ja hitsausnopeutta varmistaakseen tasaisen hitsin muodostumisen.
Tyypilliset sovellukset: auton kori, kontti, teräsrakennetehdas, työstökonesänky jne.
2. Vähäseostettu teräs (mukaan lukien Q355, 40Cr, 16Mn jne.)
Materiaalin ominaisuudet: Hiilipitoisuus Alle tai yhtä suuri kuin 0,2%, lisätyt seoselementit, kuten Mn, Si, Cr jne., vahvempi kuin vähähiilisellä teräksellä, hyvä hitsattavuus, mutta lämmönsyöttöä on valvottava hitsauksen aikana kylmähalkeamien välttämiseksi.
Sopiva hitsausprosessi:
MAG-hitsaus (rikas argonsuojaus): Käyttämällä argon- ja hiilidioksidikaasusuojauksen seosta hitsaussauman hapettumista vähennetään ja halkeamankestävyys paranee. Se soveltuu paksujen levyjen hitsaukseen (kuten teknisiin robottivarsiin ja paineastioihin).
Tyypilliset sovellukset: rakennuskoneet, paineastiat, laivanrakennus, tuuliturbiinitornit jne.
3. Ruostumaton teräs (mukaan lukien 304, 316, 321 sarjat jne.)
Materiaalin ominaisuudet: Sisältää Cr:a Enintään 10,5 %, Ni- ja muita elementtejä, korroosiota-kestävä, korkean-lämpötilan kestävä, huono lämmönjohtavuus (noin 1/3 vähähiilisestä teräksestä), altis rakeiden väliselle korroosiolle ja kuumahalkeilulle hitsauksen aikana.
Sopiva hitsausprosessi:
TIG-hitsaus (argonkaarihitsaus): Yleisimmin käytetty prosessi, jossa robotti ohjaa tarkasti lämmöntuotetta (pieni virta, nopea hitsaus) vähentääkseen hitsimetallin ylikuumenemista ja välttääkseen rakeiden välistä korroosiota. Se soveltuu ohuille levyille ja tarkkuuskomponenteille (kuten ruostumattomat teräsputket ja lääketieteelliset laitteet).
MIG-hitsaus (pulssitila): käyttämällä pulssivirtaa tasavirran sijasta hitsauslämmön ja roiskeiden vähentämiseksi, sopiva keskipaksujen levyjen hitsaukseen (kuten ruostumattomasta teräksestä valmistetut varastosäiliöt ja kemialliset laitteet), robotti voi kompensoida hitsauksen muodonmuutoksia hitsaussauman seurantajärjestelmän avulla.
-* * Tyypilliset sovellukset * *: kemialliset laitteet, elintarvikekoneet, lääketieteelliset laitteet, ilmailukomponentit jne.
2, Ei-rautametallimateriaalit (suuri-tarkkuussovellusalue)
Ei-rautametalleilla on alhainen tiheys, vahva johtavuus/lämmönjohtavuus, ja niitä on vaikeampi hitsata kuin mustia metalleja, mikä vaatii erikoistuneen robotin konfiguroinnin ja prosessin optimoinnin.
1. Alumiiniseos (mukaan lukien sarjat 6061, 5052, 7075 jne.)
Materiaalin ominaisuudet: Tiheys on vain kolmasosa teräksestä, lujuuden ja painon suhde on korkea, lämmönjohtavuus on erittäin vahva (noin kolme kertaa vähähiilisen teräksen), sulamispiste on alhainen (noin 660 astetta) ja se on alttiina hapettumiselle hitsauksen aikana (tuottaa kuumaa Al ₂ O ∝ oksidikalvoa), halkeilevaa oksidia.
Sopiva hitsausprosessi:
MIG-hitsaus (argonkaasusuojaus + erikoistunut alumiinihitsauslanka): Robotti on varustettava alumiinihitsauslangan syöttökoneella, jolla on korkea langansyötön stabiilisuus (langan tarttumisen välttämiseksi), joka käyttää korkeavirta- ja lyhytkaarihitsausta oksidikalvon nopeaan murtamiseen, soveltuu keskisuurten ja paksujen levyjen (kuten autojen pyörien navat ja ilmailun rakenneosat) hitsaukseen.
TIG-hitsaus (AC-tila): AC-virta voi vaurioittaa oksidikalvoa "katodisen puhdistuksen" vaikutuksen kautta, sopii ohuille levyille ja tarkkuuskomponenteille (kuten alumiiniseoksesta valmistetut ovet ja ikkunat, elektroniikkalaitteiden kotelot). Robotin on säädettävä valokaaren vakautta läpipalamisen välttämiseksi.
Tyypilliset sovellukset: autoteollisuus (kevyt kori, pyörän napa), ilmailu (lentokoneen siivet, rungon runko), suurnopeusjunaverkon runko, elektroniset laitteet jne.
2. Kupari ja kupariseokset (mukaan lukien purppura kupari, messinki, pronssi)
Materiaalin ominaisuudet: Vahva sähkön- ja lämmönjohtavuus (kuparin lämmönjohtavuus on 5 kertaa vähähiilisen teräksen lämmönjohtavuus), korkea sulamispiste (kupari 1083 astetta), helppo lämpöhäviö hitsauksen aikana ja altis epätäydelliselle sulautumiselle ja huokoisuudelle. Messingin hitsauksessa vapautuu myös sinkkihöyryä (myrkyllistä).
Sopiva hitsausprosessi:
TIG-hitsaus (argon+helium sekoitettu suojaus): Helium voi nostaa valokaaren lämpötilaa, kompensoida kuparin korkeaa lämmönjohtavuutta ja soveltuu kupariohutlevyjen (kuten sähkökomponenttien ja putkistojen) hitsaukseen. Robotin on käytettävä suurta virtaa ja hidasta hitsausnopeutta lämmöntuonnin varmistamiseksi.
MIG-hitsaus (pulssitila + erikoistunut kuparihitsauslanka): soveltuu keskipaksujen messinki- ja pronssilevyjen (kuten venttiilit ja lämmönvaihtimet) hitsaukseen, robotit toimivat yhteistyössä savunpuhdistusjärjestelmien kanssa sinkkihöyryjen käsittelemiseksi ja ympäristön saastumisen välttämiseksi.
Robottitekniikan, hitsausprosessien ja materiaalitieteen jatkuvan kehittymisen myötä teollisten hitsausrobottien sovellettavien materiaalien valikoima laajenee edelleen. Tulevaisuudessa niiden sovellukset erikoismateriaalien hitsauksessa, komposiittimateriaalien liittämisessä ja muilla aloilla laajenevat ja tarjoavat vahvempaa teknistä tukea älykkäälle valmistukselle.