近幾年(nián),由於51漫画APP下载官网對環境問題越來越關注,使汽車製造商在提高高燃(rán)料效率方麵的壓力日益增長。更加嚴格約束(shù)了對工業生產(chǎn)和(hé)材料加工技術挑戰。不鏽鋼焊管環保焊接技術——激光焊接越(yuè)來越(yuè)多的被生產廠家使用。
材料加工方麵的進步為不鏽鋼焊管生產領域帶來了(le)的機遇。具體來說,人們要(yào)求生產商生產這樣的零件,它們必須有更輕的重量,但是仍必須有防腐蝕特點,並且滿足(zú)強度要求。此外,車身的空間局限性更強調了可成形性(xìng)的(de)重(chóng)要性。典型的應用包括了排氣管、燃(rán)料管、噴油(yóu)嘴和其他(tā)組件。
先成形扁平的(de)鋼帶,隨後使得其外形成為圓管狀。一旦成形後,不鏽鋼管(guǎn)的接縫必(bì)須被焊接到一起。這個焊縫很大程(chéng)度上影響了零件的可成形性。因此,若要得到能夠滿足製造業內嚴格的測試(shì)要求的焊接外(wài)形,選擇合適的焊接技術就極為重(chóng)要(yào)。無庸置(zhì)疑,鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)、高頻(HF)焊,以及激光焊接已經在不鏽鋼管的(de)製造中各自得到了應用(yòng)。
激光焊接
在所有的不鏽鋼焊管焊接應用中,鋼帶的邊緣被熔化,當使用夾緊支架把不鏽鋼(gāng)焊管邊緣擠(jǐ)壓到一起時,邊緣發生凝固。然而,對激光焊(hàn)接來說,特有的性質是它具有高能量的光束密度。激光光束不僅熔化了材料的表層,還產生了一個匙孔,以至焊縫外形很窄。
功率密度低於1MW/cm2的話,如GTAW技術,就(jiù)產生不了足夠(gòu)的能量密度以產生(shēng)匙(shí)孔(kǒng)。這樣,無匙孔的工藝得到的焊接外形寬且淺。激光(guāng)焊接的高精度帶來穿(chuān)透,這又減少了晶粒生長,帶來更好的金相(xiàng)質量;另一方麵,GTAW更高的熱能輸入與較慢的冷卻過程導致了粗糙的焊接(jiē)結構。
通常來說,人們認為激光焊接過程比GTAW快,它們有同(tóng)樣的(de)廢(fèi)品率,而前(qián)者(zhě)帶來更好(hǎo)的金相特性,這就帶(dài)來了更高的爆破強度和更(gèng)高的可成形性。當與高頻焊接相(xiàng)比時,激光加工材料過程不發生氧化,這(zhè)就使得廢品率更低,可成形性更高。
光斑尺(chǐ)寸的影(yǐng)響(xiǎng)
在不鏽鋼(gāng)管廠(chǎng)的焊接(jiē)中,焊接深度是由不鏽鋼管的厚度決定的。這樣,生產目(mù)標就是通過減(jiǎn)小焊接寬度來提高可成形性,同時實現更高的速(sù)度。在選擇合(hé)適(shì)的激光時,人們不能隻考慮光束質量,還必須考慮軋管機的準確性。此外,軋管(guǎn)機在尺寸上的誤差起作用以前(qián)還必須先考慮(lǜ)減小光斑時受到的限製。
在不鏽鋼焊管焊接中特(tè)有(yǒu)的尺寸上的問題很多,然而,影響焊接的主要因(yīn)素是,在焊接盒(更具(jù)體的說,是焊接卷)上(shàng)的接縫。一旦鋼帶(dài)經過成形加工準備進行焊接(jiē)時,焊縫的特徵包括了:鋼帶間隙、嚴(yán)重/輕微的焊接錯位、焊縫中線的變化。間(jiān)隙決定了要用多少材料來形成焊池。壓力太(tài)大將導致不(bú)鏽鋼管頂部或者內徑材料過剩。另一方(fāng)麵,嚴重或者輕微的(de)焊接錯位會導致焊接外形不佳。
此外,經過焊接盒之後,不鏽鋼管將被進一步修整。這包括(kuò)了尺寸調整和形狀(外形)上的調整。另一方麵,額外的工作能夠去除一些嚴(yán)重(chóng)/輕微(wēi)的(de)焊接缺陷,但是可能無法全部清除。當然,51漫画APP下载官网希望實現零缺陷。一般來說,經驗法則是焊(hàn)接缺陷不要超過材料厚度(dù)的分(fèn)之五。超(chāo)過這個數值(zhí),將影響(xiǎng)焊接產品(pǐn)的強度。
然後,焊接中線(xiàn)的存在對(duì)於(yú)高質量不鏽鋼管的生產來說是很重要的。隨著汽車巿場對可成形性的日益重視,與之直接相(xiàng)關的就是需要(yào)更小的熱影響區(HAZ),並且(qiě)減小(xiǎo)焊接外形。反(fǎn)過(guò)來,這就(jiù)促進激光技術的發展,即提高光束質量以減(jiǎn)小光斑尺寸。隨(suí)著光斑尺寸(cùn)不斷變小,51漫画APP下载官网需要更多的關注於掃描接縫中線時的精確度。一般來說,不鏽鋼管(guǎn)製造商會盡可能的減小這個偏差,但是實(shí)際上,要達到0.2mm(0.008英寸)的偏差是很困難的。
這帶來了使用焊縫跟蹤係統的需要。普遍的兩種跟(gēn)蹤技術是機械掃描和激光掃描。一方麵,機械(xiè)係統使用了探針來接觸焊接池的接縫(féng)上遊,它們會沾灰,磨損和振動。這些係統的(de)精確(què)度是0.25mm(0.01英寸),這對於高光束質量的激光焊接來說是不夠精確的。
另一方麵,激光焊縫跟蹤可以(yǐ)實現所需要的精確(què)度。一(yī)般來講,激光光線或者激光光點被投射(shè)在焊縫表麵,得到的圖像被反饋到CMOS攝像機,該攝像機通過算法來確定焊縫、錯誤接合和間隙的位置。
雖然成像速度是很重要的,但是(shì)在提供必要的閉環控製以直接在接縫(féng)上移(yí)動激光聚焦頭時,激光焊縫跟蹤器必須有足夠快的控製器來精(jīng)確編譯焊縫的位置。因此,焊縫跟蹤的準確性很重要,而響應時間(jiān)也同樣重要。
總(zǒng)的來說,焊縫跟蹤技術已經得到充分發展,也能夠允許不鏽鋼管製造廠利用更高質量的激光束,來生產可成形性更好(hǎo)的不鏽鋼管。
因此,激光(guāng)焊接找到了用武之地,它被(bèi)用於降低焊(hàn)接的多孔性,減小焊(hàn)接外形,同時保持或者提高焊接速度。激光係統,如擴散冷卻板條激光器,已經提高了光束質量,通過降(jiàng)低焊接(jiē)寬度進(jìn)一步提高可成形性。這(zhè)項發展導致了不鏽鋼管廠中更嚴格的尺寸控製和激光(guāng)焊縫跟(gēn)蹤的必要性。
高頻感應焊
在高頻接觸焊和高頻感應焊中,提供(gòng)電流的設備和(hé)提供擠壓力(lì)的設備(bèi)是相互獨立的。此外,兩種方法都能使用磁棒,它是軟磁性元(yuán)件,被置於管體內(nèi)部,它有助於在鋼帶邊緣匯聚焊接(jiē)流。
在這兩種情況(kuàng)下,鋼帶被切割並清理後,被卷起,然後送到(dào)焊接點。另外,對在加熱過程中使用的感應線圈進行冷卻使用了冷卻劑。然(rán)後,一些(xiē)冷卻劑將被用於擠壓過程。這(zhè)裏,在擠壓滑輪上作用了很大的力,以避(bì)免在焊接區域產生多孔性;然而,使用了更大的擠壓力將導致毛刺(或者焊珠)增多。因此,特殊(shū)設計(jì)的(de)刀具被用來清除不鏽鋼管內部和外部的毛刺。
高頻焊接過程的(de)主要優勢之(zhī)一是,它能夠對不鏽鋼焊管(guǎn)進行高(gāo)速加工。然而,在大部分固相鍛接中存在(zài)的典型情況是,高頻焊接的接點若使用傳統非破壞性技術(NDT)不容易進行可靠(kào)的測試。焊接裂縫可能在(zài)低強度連接處的平薄區域出現,這種裂縫使用傳統方法無法檢測出來,因而在一些高要求的汽車應用中可能缺(quē)乏可靠性。
鎢(wū)極氣體保護電弧(hú)焊(GTAW)
傳統上來看,不鏽鋼(gāng)焊管(guǎn)生產廠選擇將鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)完(wán)成焊接過(guò)程。GTAW在兩個非消(xiāo)耗性的(de)鎢電極之間(jiān)產生(shēng)了一(yī)個電焊弧。同時,從噴槍中(zhōng)導(dǎo)入惰性保護(hù)氣體,以屏蔽(bì)電(diàn)極、產生電離化的等離子體流,以及(jí)保護熔化的焊池。這是一個已經確立了的,並已被人們理解了的過程,它將可(kě)重(chóng)複完成高質量的焊接過(guò)程。
這一工藝的優勢在於可重複性,焊接過程無濺出物,並且消除了多孔性。GTAW被認為是(shì)一個電傳導的過程,所以(yǐ),相對來說,過程比較緩(huǎn)慢。
高頻電弧(hú)脈衝
近年來,GTAW焊接電源,又稱為高速開關,使得電弧脈衝超過10,000Hz。不鏽鋼管加工廠的客戶(hù)先受益於這(zhè)一新技術,高(gāo)頻電弧脈衝導致了電弧向下的壓力與傳統(tǒng)GTAW相比(bǐ)大了五倍。所帶來的具有代表性的改進特性(xìng)還包括:爆(bào)破強度被提高,焊接線速度更快(kuài),廢品減少。
不鏽鋼管生產廠的客戶很快發現,此(cǐ)焊接工藝得到的焊接外形需要減小。此(cǐ)外,焊接速度還是相(xiàng)對較(jiào)慢。這樣,不鏽鋼管廠焊(hàn)接過程的成功有賴於所(suǒ)有個(gè)別技術的整合,所以必須把它當成一個(gè)完整係統來對待。
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