Πλήρης Ανάλυση Υλικών Κατάλληλων για Ρομπότ Βιομηχανικής Συγκόλλησης

Ως βασικός εξοπλισμός στην έξυπνη κατασκευή, τα βιομηχανικά ρομπότ συγκόλλησης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς όπως αυτοκίνητα, μηχανήματα μηχανικής, αεροδιαστημική κ.λπ. λόγω των πλεονεκτημάτων τους για υψηλή ακρίβεια, υψηλή σταθερότητα και υψηλή απόδοση. Τα ισχύοντα υλικά συγκόλλησης καλύπτουν τις κύριες κατηγορίες μεταλλικών υλικών και η συγκεκριμένη προσαρμοστικότητα πρέπει να κριθεί διεξοδικά με βάση τα χαρακτηριστικά του υλικού, τις διαδικασίες συγκόλλησης και τις διαμορφώσεις ρομπότ.
1, Μαύρα μεταλλικά υλικά (κύριες περιοχές εφαρμογής)
Το μαύρο μέταλλο βασίζεται στο σίδηρο και τα χαρακτηριστικά συγκόλλησης του καθορίζονται από τις διαφορές στην περιεκτικότητα σε άνθρακα και στα στοιχεία κράματος. Είναι ο κύριος στόχος των βιομηχανικών ρομπότ συγκόλλησης.
1. Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (συμπεριλαμβανομένου του Q235, SPHC, κ.λπ.)
Χαρακτηριστικά υλικού: Περιεκτικότητα άνθρακα Μικρότερη ή ίση με 0,25%, εξαιρετική συγκολλησιμότητα, μέτρια θερμική αγωγιμότητα, σημείο τήξης περίπου 1450-1550 μοίρες, χαμηλό κόστος, αντοχή ικανοποιεί τις απαιτήσεις των γενικών δομών.
Κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης:
Συγκόλληση θωρακισμένης με αέρια ηλεκτροδίων τήξης (MIG/MAG): Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη διαδικασία, όπου τα ρομπότ επιτυγχάνουν αποτελεσματική συγκόλληση μέσω συνεχούς τροφοδοσίας σύρματος, κατάλληλη για μάτισμα παχιών πλακών και συναρμολόγηση εξαρτημάτων (όπως πλαίσια μηχανημάτων κατασκευής και σασί αυτοκινήτων).
Σημειακή συγκόλληση: Για συνδέσεις λεπτών πλακών (όπως καλύμματα αμαξώματος αυτοκινήτου), τα ρομπότ επιτυγχάνουν γρήγορη συγκόλληση σημείου μέσω ελέγχου σημείου υψηλής-συχνότητας και υψηλής-ακρίβειας, με απόδοση συγκόλλησης 3-5 φορές υψηλότερη από τη χειρωνακτική εργασία.
Συγκόλληση TIG: Κατάλληλο για συγκολλήσεις υψηλής ακρίβειας (όπως σωληνώσεις και μηχανικά μέρη ακριβείας), το ρομπότ μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια το μήκος του τόξου και την ταχύτητα συγκόλλησης για να εξασφαλίσει ομοιόμορφο σχηματισμό συγκόλλησης.
Τυπικές εφαρμογές: αμάξωμα αυτοκινήτου, εμπορευματοκιβώτιο, εργοστάσιο κατασκευής χάλυβα, κρεβάτι εργαλειομηχανών κ.λπ.
2. Χάλυβας χαμηλού κράματος (συμπεριλαμβανομένων Q355, 40Cr, 16Mn, κ.λπ.)
Χαρακτηριστικά υλικού: Περιεκτικότητα σε άνθρακα Λιγότερη ή ίση με 0,2%, πρόσθετα στοιχεία κράματος όπως Mn, Si, Cr, κ.λπ., με υψηλότερη αντοχή από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, καλή συγκολλησιμότητα, αλλά η εισαγωγή θερμότητας πρέπει να ελέγχεται κατά τη συγκόλληση για να αποφευχθούν ψυχρές ρωγμές.
Κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης:
Συγκόλληση MAG (πλούσια προστασία αργού): Με τη χρήση μείγματος προστασίας αερίου αργού και διοξειδίου του άνθρακα, μειώνεται η οξείδωση της ραφής συγκόλλησης και βελτιώνεται η αντίσταση στη ρωγμή. Είναι κατάλληλο για συγκόλληση παχιών πλακών (όπως μηχανικοί ρομποτικοί βραχίονες και δοχεία πίεσης).
Τυπικές εφαρμογές: μηχανήματα κατασκευής, δοχεία πίεσης, ναυπηγεία, πύργοι ανεμογεννητριών κ.λπ.
3. Ανοξείδωτος χάλυβας (συμπεριλαμβανομένων των σειρών 304, 316, 321, κ.λπ.)
Χαρακτηριστικά υλικού: Περιέχει Cr μεγαλύτερο ή ίσο με 10,5%, Ni και άλλα στοιχεία,-ανθεκτικό στη διάβρωση, ανθεκτικό σε υψηλές-θερμοκρασίες, κακή θερμική αγωγιμότητα (περίπου 1/3 χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα), επιρρεπή σε διακοκκώδη διάβρωση και θερμό ράγισμα κατά τη συγκόλληση.
Κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης:
Συγκόλληση TIG (συγκόλληση τόξου αργού): Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη διαδικασία, κατά την οποία το ρομπότ ελέγχει με ακρίβεια την είσοδο θερμότητας (μικρό ρεύμα, γρήγορη συγκόλληση) για να μειώσει την υπερθέρμανση του μετάλλου συγκόλλησης και να αποφύγει τη διακοκκώδη διάβρωση. Είναι κατάλληλο για λεπτές πλάκες και εξαρτήματα ακριβείας (όπως σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα και ιατρικό εξοπλισμό).
Συγκόλληση MIG (λειτουργία παλμού): χρησιμοποιώντας παλμικό ρεύμα αντί για συνεχές ρεύμα για τη μείωση της θερμότητας συγκόλλησης και του πιτσιλίσματος, κατάλληλο για συγκόλληση πλακών μεσαίου πάχους (όπως δεξαμενές αποθήκευσης από ανοξείδωτο χάλυβα και χημικός εξοπλισμός), το ρομπότ μπορεί να αντισταθμίσει την παραμόρφωση συγκόλλησης μέσω του συστήματος παρακολούθησης ραφής συγκόλλησης.
-* * Τυπικές εφαρμογές * *: χημικός εξοπλισμός, μηχανήματα τροφίμων, ιατρικές συσκευές, εξαρτήματα αεροδιαστημικής κ.λπ.
2, Μη σιδηρούχα μέταλλα (πεδίο εφαρμογής υψηλής ακρίβειας)
Τα μη σιδηρούχα μέταλλα έχουν χαμηλή πυκνότητα, ισχυρή αγωγιμότητα/θερμική αγωγιμότητα και είναι πιο δύσκολο να συγκολληθούν από τα μαύρα μέταλλα, απαιτώντας εξειδικευμένη διαμόρφωση ρομπότ και βελτιστοποίηση διαδικασίας.
1. Κράμα αλουμινίου (συμπεριλαμβανομένων των σειρών 6061, 5052, 7075, κ.λπ.)
Χαρακτηριστικά υλικού: Η πυκνότητα είναι μόνο ένα-το ένα τρίτο του χάλυβα, η αναλογία αντοχής προς βάρος είναι υψηλή, η θερμική αγωγιμότητα είναι εξαιρετικά ισχυρή (περίπου τρεις φορές αυτή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα), το σημείο τήξης είναι χαμηλό (περίπου 660 μοίρες) και είναι επιρρεπές σε οξείδωση κατά τη συγκόλληση (δημιουργώντας Al ₂ O ∝ θερμό φιλμ και οξείδιο.
Κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης:
Συγκόλληση MIG (προστασία αερίου αργού + εξειδικευμένο σύρμα συγκόλλησης αλουμινίου): Το ρομπότ πρέπει να είναι εξοπλισμένο με μηχανή τροφοδοσίας σύρματος συγκόλλησης αλουμινίου με υψηλή σταθερότητα τροφοδοσίας καλωδίων (για να αποφευχθεί η συγκόλληση του σύρματος), χρησιμοποιώντας συγκόλληση υψηλού ρεύματος και μικρού τόξου για γρήγορη διάσπαση της μεμβράνης οξειδίου, κατάλληλη για συγκόλληση μεσαίων και χοντρές πλακών (όπως τροχών και εξαρτημάτων αυτοκινήτου).
Συγκόλληση TIG (λειτουργία AC): Το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να καταστρέψει το φιλμ οξειδίου μέσω του εφέ "καθοδικού καθαρισμού", κατάλληλο για λεπτές πλάκες και εξαρτήματα ακριβείας (όπως πόρτες και παράθυρα από κράμα αλουμινίου, περιβλήματα ηλεκτρονικού εξοπλισμού). Το ρομπότ πρέπει να ελέγχει τη σταθερότητα του τόξου για να μην καεί.
Τυπικές εφαρμογές: αυτοκινητοβιομηχανία (ελαφρύ αμάξωμα, πλήμνη τροχού), αεροδιαστημική (φτερά αεροσκάφους, πλαίσιο ατράκτου), αμάξωμα σιδηροδρόμου υψηλής ταχύτητας, ηλεκτρονικός εξοπλισμός κ.λπ.
2. Χαλκός και κράματα χαλκού (συμπεριλαμβανομένου πορφυρού χαλκού, ορείχαλκου, μπρούτζου)
Χαρακτηριστικά υλικού: Ισχυρή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα (ο χαλκός έχει θερμική αγωγιμότητα 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα), υψηλό σημείο τήξης (χαλκός 1083 μοίρες), εύκολη απώλεια θερμότητας κατά τη συγκόλληση και επιρρεπής σε ατελή σύντηξη και πορώδες. Η συγκόλληση ορείχαλκου απελευθερώνει επίσης ατμό ψευδαργύρου (τοξικό).
Κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης:
Συγκόλληση TIG (μεικτή προστασία αργού+ηλίου): Το ήλιο μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του τόξου, να αντισταθμίσει την υψηλή θερμική αγωγιμότητα του χαλκού και είναι κατάλληλο για τη συγκόλληση λεπτών πλακών χαλκού (όπως ηλεκτρικά εξαρτήματα και σωληνώσεις). Το ρομπότ πρέπει να χρησιμοποιεί υψηλό ρεύμα και αργή ταχύτητα συγκόλλησης για να εξασφαλίσει την είσοδο θερμότητας.
Συγκόλληση MIG (παλμική λειτουργία + εξειδικευμένο σύρμα συγκόλλησης χαλκού): κατάλληλο για συγκόλληση ορείχαλκου και μπρούτζινων πλακών μεσαίου πάχους (όπως βαλβίδες και εναλλάκτες θερμότητας), τα ρομπότ συνεργάζονται με συστήματα καθαρισμού καπνού για την επεξεργασία ατμών ψευδαργύρου και την αποφυγή της περιβαλλοντικής ρύπανσης.
Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας των ρομπότ, των διαδικασιών συγκόλλησης και της επιστήμης των υλικών, η εφαρμοστέα γκάμα υλικών των βιομηχανικών ρομπότ συγκόλλησης θα συνεχίσει να επεκτείνεται. Στο μέλλον, οι εφαρμογές τους στη συγκόλληση ειδικών υλικών, στη σύνδεση σύνθετων υλικών και σε άλλους τομείς θα είναι πιο εκτεταμένες, παρέχοντας ισχυρότερη τεχνική υποστήριξη για την έξυπνη κατασκευή.