Kompletná analýza materiálov vhodných pre priemyselné zváracie roboty

Ako základné vybavenie v inteligentnej výrobe sa priemyselné zváracie roboty široko používajú v rôznych oblastiach, ako sú automobily, strojárske stroje, letecký priemysel atď. kvôli ich výhodám vysokej presnosti, vysokej stability a vysokej účinnosti. Použiteľné zváracie materiály pokrývajú hlavné kategórie kovových materiálov a špecifickú prispôsobivosť je potrebné komplexne posúdiť na základe materiálových charakteristík, zváracích procesov a konfigurácií robotov.
1, čierne kovové materiály (hlavné oblasti použitia)
Čierny kov je založený na železe a jeho zváracie vlastnosti sú určené rozdielmi v obsahu uhlíka a zliatinových prvkov. Je hlavným cieľom priemyselných zváracích robotov.
1. Nízkouhlíková oceľ (vrátane Q235, SPHC atď.)
Vlastnosti materiálu: obsah uhlíka menší alebo rovný 0,25%, vynikajúca zvárateľnosť, mierna tepelná vodivosť, teplota topenia asi 1450-1550 stupňov, nízka cena, pevnosť spĺňa požiadavky všeobecných štruktúr.
Vhodný postup zvárania:
Zváranie v ochrannej atmosfére taviacej elektródy (MIG/MAG): Najčastejšie používaný proces, pri ktorom roboty dosahujú efektívne zváranie kontinuálnym podávaním drôtu, vhodné na spájanie hrubých plechov a montáž komponentov (ako sú rámy stavebných strojov a podvozky automobilov).
Bodové zváranie: V prípade spojov tenkých plechov (ako sú kryty karosérií automobilov) dosahujú roboty rýchle bodové zváranie pomocou vysoko-frekvencie a vysokej{1}}presnej bodovej kontroly, s účinnosťou zvárania 3- až 5-krát vyššou ako pri ručnej práci.
Zváranie TIG: Vhodné pre vysoko presné tupé zvary (ako sú potrubia a presné mechanické časti), robot dokáže presne riadiť dĺžku oblúka a rýchlosť zvárania, aby sa zabezpečila rovnomerná tvorba zvaru.
Typické aplikácie: karoséria automobilu, kontajner, továreň na oceľové konštrukcie, lôžko obrábacích strojov atď.
2. Nízkolegovaná oceľ (vrátane Q355, 40Cr, 16Mn atď.)
Vlastnosti materiálu: Obsah uhlíka 0,2 % alebo menej, pridané legované prvky ako Mn, Si, Cr atď., S vyššou pevnosťou ako nízkouhlíková oceľ, dobrá zvárateľnosť, ale počas zvárania je potrebné kontrolovať prívod tepla, aby sa predišlo vzniku trhlín za studena.
Vhodný postup zvárania:
Zváranie MAG (ochrana s bohatým argónom): Použitím zmesi ochrany argónom a plynným oxidom uhličitým sa znižuje oxidácia zvarového švu a zlepšuje sa odolnosť proti praskaniu. Je vhodný na zváranie hrubých plechov (ako sú strojárske robotické ramená a tlakové nádoby).
Typické aplikácie: stavebné stroje, tlakové nádoby, stavba lodí, veže veterných turbín atď.
3. Nerezová oceľ (vrátane série 304, 316, 321 atď.)
Vlastnosti materiálu: Obsahuje Cr rovný alebo väčší ako 10,5 %, Ni a ďalšie prvky, odolný voči korózii, -odolný voči vysokým-teplotám, so zlou tepelnou vodivosťou (asi 1/3 nízkouhlíkovej ocele), náchylný na medzikryštalickú koróziu a praskanie za tepla počas zvárania.
Vhodný postup zvárania:
Zváranie TIG (argónové oblúkové zváranie): Najčastejšie používaný proces, pri ktorom robot presne riadi prívod tepla (malý prúd, rýchle zváranie), aby sa znížilo prehrievanie zvarového kovu a zabránilo sa medzikryštalickej korózii. Je vhodný pre tenké dosky a presné komponenty (ako sú nerezové rúrky a lekárske vybavenie).
Zváranie MIG (pulzný režim): pomocou impulzného prúdu namiesto jednosmerného prúdu na zníženie zváracieho tepla a rozstreku, vhodné na zváranie stredne hrubých plechov (ako sú zásobníky z nehrdzavejúcej ocele a chemické zariadenia), robot dokáže kompenzovať deformáciu zvárania prostredníctvom systému sledovania zvarového švu.
-* * Typické aplikácie * *: chemické zariadenia, potravinárske stroje, lekárske prístroje, letecké komponenty atď.
2, Materiály z neželezných kovov (vysoko{1}}presná oblasť použitia)
Neželezné kovy majú nízku hustotu, silnú vodivosť/tepelnú vodivosť a zvárajú sa ťažšie ako čierne kovy, čo si vyžaduje špecializovanú konfiguráciu robota a optimalizáciu procesu.
1. Zliatina hliníka (vrátane série 6061, 5052, 7075 atď.)
Charakteristiky materiálu: Hustota je len-tretina ocele, pomer pevnosti k hmotnosti je vysoký, tepelná vodivosť je extrémne silná (asi trikrát vyššia ako u nízkouhlíkovej ocele), bod topenia je nízky (okolo 660 stupňov) a je náchylná na oxidáciu počas zvárania (tvorí film oxidu Al ₂ O ∝), pórovitosť a praskanie za tepla.
Vhodný postup zvárania:
Zváranie MIG (ochrana proti argónovému plynu + špecializovaný hliníkový zvárací drôt): Robot musí byť vybavený strojom na podávanie hliníkového zváracieho drôtu s vysokou stabilitou podávania drôtu (aby sa zabránilo priľnavosti drôtu), pomocou vysokoprúdového zvárania a zvárania krátkym oblúkom na rýchle prerazenie oxidového filmu, vhodného na zváranie stredných a hrubých plechov (ako sú náboje automobilových kolies a letecké konštrukčné komponenty).
TIG zváranie (režim AC): Striedavý prúd môže poškodiť oxidový film prostredníctvom efektu „katódového čistenia“, vhodného pre tenké plechy a presné komponenty (ako sú dvere a okná z hliníkovej zliatiny, kryty elektronických zariadení). Robot musí kontrolovať stabilitu oblúka, aby sa zabránilo prepáleniu.
Typické aplikácie: výroba automobilov (ľahká karoséria, náboje kolies), letectvo (krídla lietadiel, rám trupu), karoséria vysokorýchlostných železníc, elektronické zariadenia atď.
2. Meď a zliatiny medi (vrátane purpurovej medi, mosadze, bronzu)
Vlastnosti materiálu: Silná elektrická a tepelná vodivosť (meď má tepelnú vodivosť 5-krát vyššiu ako nízkouhlíková oceľ), vysoký bod topenia (meď 1083 stupňov), ľahké straty tepla počas zvárania a náchylnosť k neúplnému roztaveniu a pórovitosti. Pri zváraní mosadze sa tiež uvoľňujú výpary zinku (toxické).
Vhodný postup zvárania:
TIG zváranie (zmiešaná ochrana argón + hélium): Hélium môže zvýšiť teplotu oblúka, kompenzovať vysokú tepelnú vodivosť medi a je vhodné na zváranie medených tenkých plechov (ako sú elektrické komponenty a potrubia). Robot potrebuje použiť vysoký prúd a pomalú rýchlosť zvárania, aby sa zabezpečil prívod tepla.
Zváranie MIG (pulzný režim + špecializovaný medený zvárací drôt): vhodné na zváranie mosadzných a bronzových stredne hrubých plechov (ako sú ventily a výmenníky tepla), roboty spolupracujú so systémami na čistenie dymu na spracovanie zinkových pár a zabránenie znečisteniu životného prostredia.
S neustálym pokrokom v technológii robotov, zváracích procesov a materiálovej vedy sa rozsah použiteľných materiálov priemyselných zváracích robotov bude naďalej rozširovať. V budúcnosti budú ich aplikácie pri zváraní špeciálnych materiálov, spájaní kompozitných materiálov a iných oblastiach rozsiahlejšie, čo poskytne silnejšiu technickú podporu pre inteligentnú výrobu.