Popolna analiza materialov, primernih za industrijske varilne robote

Industrijski varilni roboti so bili kot osnovna oprema v inteligentni proizvodnji pogosto uporabljeni na različnih področjih, kot so avtomobili, inženirski stroji, letalstvo itd., zaradi svojih prednosti visoke natančnosti, visoke stabilnosti in visoke učinkovitosti. Uporabni varilni materiali pokrivajo glavne kategorije kovinskih materialov, specifično prilagodljivost pa je treba celovito oceniti na podlagi lastnosti materiala, varilnih postopkov in konfiguracij robotov.
1, Črni kovinski materiali (glavna področja uporabe)
Črna kovina temelji na železu, njene varilne lastnosti pa določajo razlike v vsebnosti ogljika in legiranih elementov. Je glavna tarča industrijskih varilnih robotov.
1. Nizkoogljično jeklo (vključno s Q235, SPHC itd.)
Značilnosti materiala: vsebnost ogljika manj kot ali enaka 0,25%, odlična varivost, zmerna toplotna prevodnost, tališče približno 1450-1550 stopinj, nizki stroški, trdnost izpolnjuje zahteve splošnih struktur.
Primeren postopek varjenja:
Varjenje s talilno elektrodo v zaščiti s plinom (MIG/MAG): Najpogosteje uporabljen postopek, pri katerem roboti dosežejo učinkovito varjenje z neprekinjenim podajanjem žice, primeren za spajanje debelih plošč in sestavljanje komponent (kot so okvirji gradbenih strojev in avtomobilska šasija).
Točkovno varjenje: za povezave tankih plošč (kot so obloge avtomobilskih karoserij) roboti dosežejo hitro točkovno varjenje z visoko-frekvenčnim in-natančnim nadzorom točk, pri čemer je učinkovitost varjenja 3–5-krat višja od ročnega dela.
TIG varjenje: primerno za visoko{0}}natančne sočelne zvare (kot so cevovodi in natančni mehanski deli), robot lahko natančno nadzoruje dolžino obloka in hitrost varjenja, da zagotovi enakomerno tvorjenje zvara.
Tipične uporabe: avtomobilska karoserija, zabojnik, tovarna jeklenih konstrukcij, postelja strojnega orodja itd.
2. Nizko legirano jeklo (vključno s Q355, 40Cr, 16Mn itd.)
Značilnosti materiala: Vsebnost ogljika manjša ali enaka 0,2 %, dodani zlitinski elementi, kot so Mn, Si, Cr itd., z večjo trdnostjo kot jeklo z nizko vsebnostjo ogljika, dobra varljivost, vendar je treba med varjenjem nadzorovati vnos toplote, da se izognete hladnim razpokam.
Primeren postopek varjenja:
MAG varjenje (bogata zaščita z argonom): Z uporabo mešanice plinske zaščite argona in ogljikovega dioksida se zmanjša oksidacija zvara in izboljša odpornost proti razpokam. Primeren je za varjenje debelih plošč (kot so inženirske robotske roke in tlačne posode).
Tipične uporabe: gradbeni stroji, tlačne posode, ladjedelništvo, stolpi vetrnih turbin itd.
3. Nerjaveče jeklo (vključno s serijami 304, 316, 321 itd.)
Značilnosti materiala: Vsebuje Cr večji ali enak 10,5 %, Ni in druge elemente, odporen-na korozijo, odporen na visoke-temperature, slaba toplotna prevodnost (približno 1/3 nizkoogljičnega jekla), nagnjen k interkristalni koroziji in vročim razpokam med varjenjem.
Primeren postopek varjenja:
TIG varjenje (varjenje z argonom): Najpogosteje uporabljen postopek, pri katerem robot natančno nadzoruje vnos toplote (majhen tok, hitro varjenje), da zmanjša pregrevanje zvara in prepreči interkristalno korozijo. Primeren je za tanke plošče in natančne komponente (kot so cevi iz nerjavečega jekla in medicinska oprema).
Varjenje MIG (impulzni način): z uporabo impulznega toka namesto enosmernega toka za zmanjšanje varilne toplote in brizganja, primerno za varjenje srednje debelih plošč (kot so rezervoarji za shranjevanje iz nerjavečega jekla in kemična oprema), lahko robot kompenzira varilne deformacije prek sistema za sledenje zvarnih šivov.
-* * Tipične uporabe * *: kemična oprema, prehrambeni stroji, medicinske naprave, letalske in vesoljske komponente itd.
2, Materiali barvnih kovin (viso-natančno področje uporabe)
Neželezne kovine imajo nizko gostoto, visoko prevodnost/toplotno prevodnost in jih je težje variti kot črne kovine, zato je potrebna posebna konfiguracija robota in optimizacija procesa.
1. Aluminijeve zlitine (vključno s serijami 6061, 5052, 7075 itd.)
Značilnosti materiala: gostota je le ena-tretjina jekla, razmerje med trdnostjo in težo je visoko, toplotna prevodnost je izjemno močna (približno trikrat večja od jekla z nizko vsebnostjo ogljika), tališče je nizko (okoli 660 stopinj) in je nagnjeno k oksidaciji med varjenjem (ustvarjanje Al ₂ O ∝ oksidnega filma), poroznosti in vročim razpokam.
Primeren postopek varjenja:
Varjenje MIG (zaščita s plinom argonom + specializirana žica za varjenje aluminija): Robot mora biti opremljen s strojem za podajanje aluminijaste žice za varjenje z visoko stabilnostjo podajanja žice (da se prepreči oprijem žice), ki uporablja varjenje z visokim tokom in kratkim oblokom za hitro prebijanje oksidnega filma, ki je primeren za varjenje srednje debelih in debelih plošč (kot so avtomobilska kolesna pesta in letalske strukturne komponente).
TIG varjenje (AC način): AC tok lahko poškoduje oksidni film z učinkom "katodnega čiščenja", primernega za tanke plošče in natančne komponente (kot so vrata in okna iz aluminijeve zlitine, ohišja elektronske opreme). Robot mora nadzorovati stabilnost obloka, da prepreči pregorevanje.
Tipične uporabe: avtomobilska proizvodnja (lahka karoserija, pesto koles), vesoljska industrija (krila letala, okvir trupa), ohišje-tirnic za visoke hitrosti, elektronska oprema itd.
2. Baker in bakrove zlitine (vključno z vijoličnim bakrom, medenino, bronom)
Značilnosti materiala: močna električna in toplotna prevodnost (baker ima toplotno prevodnost 5-krat večjo od nizkoogljičnega jekla), visoko tališče (baker 1083 stopinj), enostavna izguba toplote med varjenjem ter nagnjenost k nepopolnemu taljenju in poroznosti. Pri varjenju medenine se sproščajo tudi cinkove pare (strupene).
Primeren postopek varjenja:
Varjenje TIG (mešana zaščita argona in helija): Helij lahko zviša temperaturo obloka, kompenzira visoko toplotno prevodnost bakra in je primeren za varjenje bakrenih tankih plošč (kot so električne komponente in cevovodi). Robot mora uporabljati visok tok in nizko hitrost varjenja, da zagotovi vnos toplote.
MIG varjenje (pulzni način + specializirana bakrena varilna žica): primerno za varjenje medeninastih in bronastih srednje debelih plošč (kot so ventili in toplotni izmenjevalniki), roboti sodelujejo s sistemi za čiščenje dima za obdelavo cinkovih hlapov in preprečevanje onesnaževanja okolja.
Z nenehnim napredkom robotske tehnologije, varilnih postopkov in znanosti o materialih se bo obseg uporabnih materialov industrijskih varilnih robotov še naprej širil. V prihodnosti bo njihova uporaba pri varjenju posebnih materialov, povezovanju kompozitnih materialov in na drugih področjih obsežnejša, kar bo zagotavljalo močnejšo tehnično podporo za inteligentno proizvodnjo.