레이저 용접 박스를 위한 혁신적인 판금 디자인

레이저 용접은 빠른 속도, 최소한의 변형, 미적으로 보기 좋은 용접, 높은 강도로 인해 매우 유리합니다. 항공, 자동차, 의료 등의 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

특히 레이저 융착 용접은 비접촉식 용접 공정으로 용접 이음새의 일관성이 뛰어나 다양한 용접 이음새 모양을 만들 수 있습니다. 다음과 같은 분야에서 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 판금 제조.

이 기사에서는 플랜지형 45° 경사진 조인트가 있는 하우징 구조물의 레이저 용접에 판금 설계를 적용하는 방법에 대해 중점적으로 설명합니다.

레이저 용접 상자 구조의 판금 설계

상자 본체는 1로 만들어집니다.5mm 두께 304 스테인리스 스틸로 제작되었으며 크기는 200mm × 200mm × 115mm입니다. 상자는 아래에서 위로 90°, 90°, 80°의 각도로 구부러져 있습니다.

상자의 구조는 그림 1에 설명되어 있습니다.

표 1에는 레이저 용접 매개변수가 표시되어 있습니다.

그림 1 박스 구조의 개략도

표 1 레이저 용접 파라미터

전통적인 용접 과정 스테인리스 스틸 박스 구조물의 경우, 미관상 보기 좋은 최종 제품을 만들기 위해 용접 후 연마 및 연마 처리를 하는 것이 일반적입니다. 그러나 이러한 후속 절차는 번거롭고 시간이 많이 소요될 수 있으며 용접 변형 및 관통이 발생할 수도 있습니다.

반면 레이저 용접은 빠른 용접 속도, 최소한의 변형, 시각적으로 매력적인 용접 이음새 등 판금 용접에서 상당한 이점을 제공합니다. 따라서 레이저 용접의 장점을 적용하는 방법을 찾는 것은 레이저 용접의 좁은 용접 열 영향 영역 박스 구조물에 대한 고정밀 용접은 해결해야 할 시급한 문제가 되었습니다.

레이저 용접 박스 구조의 중첩 설계

용접된 스테인리스 스틸 박스 구조물에서 박스의 필렛 용접은 전체 용접 공정의 상당 부분을 차지합니다.

원형 레이저 용접 이음새를 구현하기 위해 기존 레이저 용접의 겹치는 부분을 최적화했습니다. 용접 기술그림 2와 그림 3에 표시된 것과 같습니다. 이 그림에서 t는 플레이트 두께, a는 오버랩의 양, b는 플레이트 단면에서 레이저 중심 위치, α는 레이저 기울기 각도를 나타냅니다.

그림 2 개선 사항 필렛 용접 솔기 겹침

그림 3 레이저 용접 오버랩

레이저 열전도 용접을 사용하여 최적화된 양의 오버랩을 용접합니다. 디포커싱 거리는 10.00mm로 정밀하게 설정되어 있으며, 자동 초점 시스템을 사용하여 초점 정확도를 0.01mm로 유지합니다.

고배율 CCD 카메라를 사용하면 그림 4b에 표시된 것처럼 b 값을 정확하게 배치하여 필러 와이어 없이도 원형 레이저 용접을 할 수 있습니다.

겹치는 양에 대한 이 최적화 방법은 두께가 3mm 이하인 플레이트에 가장 적합하며, 여기서 a, b 및 α의 값은 t의 값에 의해 결정됩니다.

그림 4 오버랩의 양과 실제 레이저 용접 효과의 최적화에 대한 개략도

레이저 용접 박스 구조의 코너 릴리스 홈 설계

용접된 스테인리스 스틸 박스 구조에서 모서리 릴리프 홈을 최적화하는 것은 박스 바닥 구조의 효율성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다.

기존 용접 공정에서는 직사각형 또는 둥근 모서리 릴리프 홈이 일반적으로 사용됩니다. 그러나 이러한 모서리 릴리프 홈은 레이저를 사용할 때 쉽게 용접 관통 또는 불충분한 용접을 초래할 수 있습니다. 용접 기술.

모서리 릴리프 홈의 개략도는 그림 5에 나와 있습니다.

그림 5 코너 릴리스 슬롯의 개략도

레이저 용접 코너 릴리프를 활용하여 그루브 프로세스 블록을 사용하면 제품의 구조를 최적화할 수 있습니다.

레이저 용접을 사용하면 그림 6과 7에서 볼 수 있듯이 완전하고 둥근 용접 효과를 얻을 수 있어 2차 처리가 거의 필요하지 않고 후속 처리 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

그림 6 코너 릴리스 홈의 레이저 용접 설계 개략도

그림 7 코너 릴리스 슬롯의 실제 레이저 용접 효과

레이저 용접 박스 구조 플랜지를 위한 45° 베벨 인터페이스 설계

용접된 스테인리스 스틸로 만들어진 박스 구조에서 플랜지의 45° 베벨 인터페이스는 그림 8의 A에서 볼 수 있듯이 굽힘 변형으로 인해 단단히 닫히기 어렵습니다. 이 문제는 레이저 용접에 있어 중요한 도전 과제입니다.

따라서 인터페이스 설계는 직접적으로 용접 품질 의 상자 구조에 영향을 미칩니다. 또한 B에는 상당한 간격이 존재하기 때문에 직접 레이저 용접을 관리하기가 어렵습니다.

그림 8 최적화 전 회로도

이 문제를 해결하기 위해 캐비닛 구조를 최적화했습니다. 설계 과정에서 그림 9a에 표시된 것처럼 스텝 표면에서 금속의 일부를 제거하고 두 개의 작은 스텝 표면을 확장했습니다.

펼치는 동안 그림 9b 및 9c와 같이 끝면을 기준으로 하여 이전에 잘라낸 부분을 보정합니다.

그림 8의 B에서는 두 개의 계단식 표면을 교대로 확장하여 금속 보정의 양을 늘려 해당 영역에서 발생한 간극을 보완합니다. 이 솔루션은 그림 9d에 설명되어 있습니다.

그림 9 판금 디자인 45 ° 경사 플랜지 인터페이스의

그림 10은 레이저 용접 공정.

그림 10a에서 볼 수 있듯이 인터페이스는 단단히 밀봉되어 있어 레이저 용접 공정. 용접 이음새의 표면은 매끄럽고 미적으로 만족스럽고 자연스러운 전환과 싱크대 또는 용접 결함 표시.

또한 그림 8에서 볼 수 있듯이 B의 갭도 잘 메워져 있어 구현된 최적화 솔루션의 효과를 확인할 수 있습니다.

그림 10 플랜지 45° 베벨 인터페이스의 레이저 용접 효과

결론

용접 공정이 계속 발전함에 따라 전통적인 판금 디자인 방식은 점차 구식이 될 것입니다. 마찬가지로 판금 산업에서 레이저 용접이 더 널리 채택됨에 따라 새로운 레이저 판금 용접 디자인 솔루션. 레이저 용접 공정의 기능과 한계에 더 적합한 혁신적인 설계를 개발하고 도입하는 것이 필수적입니다.