Imagine revolucionar o fabrico de veículos ferroviários com uma ferramenta que combina eficiência, flexibilidade e precisão. A soldadura a laser portátil pode ser o fator de mudança de que a indústria necessita. Este artigo explora o potencial desta tecnologia para melhorar o processo de soldadura de carroçarias de aço inoxidável, ultrapassando os desafios actuais e melhorando a qualidade e reduzindo os custos. No final, compreenderá como a soldadura laser portátil pode moldar o futuro do fabrico de veículos ferroviários, oferecendo informações sobre as suas vantagens, avanços recentes e perspectivas de aplicação.
A carroçaria de aço inoxidável do vagão ferroviário não só tem as características de elevada resistência, boa durabilidade, elevada proteção ambiental e elevada regeneração, como também tem as vantagens de boa firmeza da carroçaria, aspeto requintado, longa vida útil e elevada eficiência de soldadura.
Por conseguinte, é gradualmente procurado pelos profissionais do sector.
Soldadura a laser é um método que consiste em incidir os raios laser de alta energia na superfície da peça ligada para fundir os materiais a ligar e formar uma soldadura.
Existem muitas soldaduras longas e rectas no fabrico de carroçarias de aço inoxidável para veículos ferroviários de passageiros.
As empresas de fabrico de veículos no Japão, Alemanha e China têm a capacidade de soldar a laser a carroçaria de aço inoxidável.
No entanto, as desvantagens do equipamento especial de soldadura a laser, como o custo elevado, o ciclo longo, a fraca acessibilidade e a fraca flexibilidade, impedem o desenvolvimento da tecnologia de soldadura a laser na carroçaria de aço inoxidável.
Nos últimos anos, com o aparecimento de equipamento portátil de soldadura por laserA partir de agora, é possível aplicar a tecnologia de soldadura a laser no fabrico da carroçaria de aço inoxidável.
Desde a entrada de energia eléctrica até à formação do laser real, é necessário passar por três fases: fonte de bombagem, meio de ganho e ressoador.
A energia é bombeada da fonte de bombeamento (lâmpada, díodo, dispositivo de radiofrequência, etc.) para o meio laser para estimular o meio laser a enviar radiação laser.
O laser irradiado é amplificado no ressonador e, finalmente, o laser de alta potência é emitido através do caminho ótico.
De acordo com os diferentes meios de ganho, os lasers podem ser divididos em lasers de gás, lasers sólidos e lasers líquidos (não utilizados na indústria).
Entre eles, o meio de comunicação do amplamente utilizado laser de estado sólido é constituído por granada de ítrio e alumínio (YAG) de cristal único sintético ou por vidro dopado com iões opticamente activados, como o neodímio (Nd) ou o itérbio (Yb).
A função do meio de ganho do laser de estado sólido é promover o máximo absorção do laser luminescência e assegurar que o calor é consumido da forma mais eficaz possível.
Devido às diferentes estruturas dos meios de ganho, os lasers de estado sólido dividem-se em lasers de disco, lasers de fibra, lasers de semicondutores e assim por diante.
O meio de ganho do laser de estado sólido tradicional é uma haste, o meio de ganho do laser de disco é um disco fino e largo e o material de ganho do laser de fibra é uma fibra fina.
O aparecimento de equipamento de transmissão por fibra ótica resolve o problema de o caminho ótico mudar consoante a direção da procura de utilização.
A primeira geração de soldadura a laser portátil aparece o equipamento.
Embora a primeira geração de equipamentos portáteis de soldadura a laser possa realizar a soldadura dentro de uma determinada gama, tem baixa eficiência de conversão fotoeléctrica, grande volume de equipamento (4 ~ 6 vezes o volume do árgon comum equipamento de soldadura por arco), pequena penetração de soldadura e pequena gama soldável.
O custo do equipamento é elevado (mais de 3 vezes superior ao de soldadura por arco de árgon).
Em comparação com a soldadura por arco de árgon, é utilizada principalmente em painéis publicitários e peças decorativas com requisitos estéticos.
Não existe alternativa à soldadura por arco de árgon para os conectores estruturais.
Nos últimos anos, o laser de fibra registou grandes progressos.
As suas vantagens incluem principalmente uma elevada taxa de conversão fotoeléctrica, rápida dissipação de calor, boa flexibilidade, forte capacidade anti-interferência, baixo custo, longa vida útil, sem ajuste, sem manutenção, alta estabilidade e pequeno volume.
O equipamento de soldadura a laser portátil que utiliza lasers de fibra também tem sido gradualmente desenvolvido.
A soldadura a laser requer uma elevada precisão de montagem da peça de trabalho, e defeitos de soldadura são fáceis de ocorrer.
Para resolver este problema, o designer desenvolveu um equipamento de soldadura a laser portátil com oscilação do ponto de luz com referência ao equipamento especial de soldadura a laser.
O laser oscila em forma de "8" ou "O", o que pode reduzir a precisão de montagem da peça de trabalho e aumentar a penetração da soldadura.
Após uma série de optimizações e melhorias, o atual equipamento de soldadura a laser portátil comum tem uma potência de 0,5 ~ 1,5KW.
O tamanho e o peso do equipamento são equivalentes aos de uma máquina de soldadura por arco de árgon, e pode soldar placas de metal de 3 mm ou menos.
A fim de resolver o problema da resistência insuficiente da soldadura a laser estrutura de soldaduraNos últimos anos, os fabricantes de equipamento integraram dispositivos de alimentação automática de fio com base na soldadura a laser e desenvolveram equipamento de soldadura manual de enchimento de fio a laser com alimentação automática de fio, que satisfaz basicamente a soldadura de placas metálicas finas inferiores a 4 mm.
Pode basicamente substituir e exceder a soldadura por arco de árgon e realizar soldadura de alta velocidade, baixa entrada de calor, pequena deformação, baixo custo e proteção ambiental.
Em condições anuais, o custo de fabrico é inferior ao da soldadura por arco de árgon.
1) A soldadura a laser manual tem as características de alta eficiência, baixa entrada de calor, baixo custo e proteção ambiental.
Ao mesmo tempo, como a parte da frente da pistola de soldadura é normalmente concebida com um bocal de guia longo, a ponta do bocal de guia pode aderir à peça de trabalho e mover-se ao longo da forma da peça de trabalho durante a soldadura. processo de soldadura. O operador não precisa de despender esforços como soldadura por arco manual para superar a gravidade da pistola de soldadura, e pode ser operada com uma mão.
Os requisitos para o nível de qualificação dos soldadores são baixos.
Geralmente, são necessários apenas 5 a 7 dias para que um soldador aprenda e utilize a máquina de forma competente, ao passo que, no mesmo caso, são necessários 30 dias ou mesmo mais para um soldador de arco manual competente.
2) Para peças de trabalho mais complexas, a sua eficiência é qualitativamente melhorada em comparação com a soldadura por arco manual tradicional.
Em termos de flexibilidade, a pistola de soldadura pode ser personalizada, o que pode adaptar-se à soldadura em vários espaços estreitos, ou seja, a posição onde a soldadura por arco manual pode ser soldada, e a soldadura a laser manual também pode ser concluída.
3) A costura de soldadura a laser é suave e bonita, e o volume de metal de soldadura é pequeno, o que é adequado para peças com elevados requisitos de aparência.
A forma comum de laser junta de soldadura é apresentado na Fig. 1.
Geralmente, as juntas convencionais de 3 mm ou menos podem ser realizadas por soldadura a laser manual.
Fig. 1 Comum tipos de laser juntas soldadas
1) Dado que o laser pode ser perigoso para os olhos e a pele, quer seja direto ou refletido, quando soldadura de alumínioSe o laser for emitido por uma liga de alumínio, cobre, ouro, prata e outros materiais de elevada reflexão, a maior parte do laser será reflectida pelos materiais.
O laser pertence à luz invisível. Prestar atenção ao ângulo de reflexão durante a operação. A operação cruzada deve ser evitada no processo de soldadura manual a laser.
Ao mesmo tempo, a fim de evitar danos pessoais causados por reflexão laserSe a área do equipamento laser for afetada por dispersão e dispersão difusa, é necessário instalar instalações de proteção de isolamento e os operadores devem usar óculos anti-laser.
2) Para as soldaduras comuns por soldadura a laser, a folga da peça de trabalho após a montagem deve ser ≤ 0,1 mm.
A fim de reduzir os requisitos de precisão de montagem e reduzir o custo de fabrico dos acessórios, pode ser utilizado equipamento de soldadura a laser manual com enchimento de fio e equipamento de soldadura a laser manual oscilante.
Podem ser efectuados diferentes ensaios de apuramento, de acordo com a capacidade do equipamento e as condições do produto, para finalmente cumprir os requisitos de utilização.
3) O equipamento portátil de soldadura a laser transmite o laser através da fibra ótica.
Quando o raio de curvatura da linha de transmissão do equipamento for demasiado pequena, a fibra ótica será danificada.
Por conseguinte, deve ser evitado um ângulo de flexão demasiado grande durante a processo de soldadura.
Em geral, o comprimento de um único soldadura contínua A costura deve ser controlada dentro do âmbito das actividades do pessoal.
Para as soldaduras longas e rectas com um comprimento superior a 2 m, pode considerar-se que são realizadas em secções e pode ser instalado um dispositivo de suspensão do cabo da pistola de soldadura.
4) A soldadura a laser manual continua a ser um processo de soldadura manual e ocorrerá fadiga durante o funcionamento prolongado.
Para soldaduras longas e rectas com boa acessibilidade de soldadura, devem ser consideradas máquinas especiais ou equipamento automático para a soldadura.
A carroçaria de aço inoxidável tem as características de forte resistência à corrosão, boa resistência plástica e sem revestimento, o que é preferido pelos clientes.
A soldadura a laser da carroçaria de aço inoxidável tem vantagens incomparáveis em relação à soldadura tradicional.
Tem uma elevada resistência à soldaduraA sua utilização é muito respeitada, uma vez que permite reduzir eficazmente os defeitos e o seu belo aspeto.
A carroçaria de aço inoxidável dos veículos ferroviários é normalmente composta por chapas finas.
Para a carroçaria do automóvel em aço inoxidável leve (ver Figura 2), exceto no caso de a espessura da chapa da parte de suporte da estrutura da estrutura inferior exceder 4 mm, as outras partes são feitas de materiais de paredes finas com uma espessura de chapa de 0,8 ~ 3 mm.
Entre elas, a placa ondulada mais fina na cobertura superior tem apenas 0,8 mm, enquanto a material de aço da placa da parede lateral e da placa da parede final exigida pela superfície exterior é geralmente de 2 mm, que está dentro da gama de espessura da placa aplicável à soldadura a laser portátil.
Fig. 2 Carroçaria de um veículo ligeiro em aço inoxidável
As soldaduras por sobreposição à volta do aro da porta e do revestimento da parede lateral (ver Fig. 3) estão localizadas à entrada do compartimento dos passageiros da carroçaria do automóvel, a soldaduras de filete entre a drenagem da parede de extremidade e o revestimento da parede de extremidade (ver Fig. 4), e as soldaduras de sobreposição entre a borda da extremidade e o revestimento da parede lateral (ver Fig. 5).
São visíveis para os passageiros na plataforma. Têm elevadas exigências em termos de estética da soldadura.
A soldadura por arco manual é utilizada para formar soldaduras inestéticas, como a soldadura a todo o comprimento.
Grande calor de soldadura A entrada causará a deformação da superfície exterior, mas, para garantir que o veículo não será corroído durante muito tempo e satisfazer as necessidades estruturais, o esquema convencional é a soldadura por arco de árgon + tratamento de colagem, enquanto a soldadura por arco de árgon é uma escala de peixe, a posição da soldadura é desigual, a junta de soldadura é côncava ou convexa, inestética, e a operação de tratamento de colagem da lacuna de soldadura final é complicada.
A espessura da junta de cola é pequena, fácil de envelhecer e cair, e o custo de manutenção é elevado.
Fig. 3 Sobreposição do aro da porta e da parede lateral
Fig. 4 Ligação de canto entre a drenagem da parede de extremidade e o revestimento
Fig. 5 Sobreposição da aresta final e da pele
Para as soldaduras nas posições acima, geralmente, o espaço na junta de soldadura pode ser controlado dentro de 0,1 mm.
A soldadura por laser portátil pode substituir completamente a soldadura por arco de árgon + colagem, reduzir significativamente o custo de fabrico e melhorar a eficiência.
As soldaduras são rectas e uniformes após a soldadura sem esmerilagem, o que pode melhorar a satisfação do cliente.
A soldadura por sobreposição entre o diafragma e a viga dobrada por cima da tampa superior e o soldadura em ângulo entre o diafragma e a placa inferior (ver Figura 6) têm cerca de 3 m de comprimento.
Quando se utiliza a soldadura por arco manual, a entrada de calor é grande.
Mesmo que seja utilizada a soldadura por saltos seccionais, a deformação após a soldadura continua a ser grande.
A deformação na placa inferior é superior a 5 mm e a deformação no diafragma é superior a 10 mm, o que requer muita mão de obra e recursos materiais para ajuste e reparação. É utilizada a soldadura a laser portátil.
A entrada de calor de soldadura é muito reduzida, e a velocidade de soldadura pode ser aumentado em mais de três vezes, o que pode reduzir significativamente o ajuste e a correção subsequentes da forma.
Ao mesmo tempo, a formação da solda é bonita e há poucos defeitos nas juntas, o que pode reduzir a retificação das juntas, de modo a reduzir o custo e melhorar a eficiência.
Fig. 6 Ligação da membrana por cima da tampa superior
Atualmente, o laser avançado tecnologia de soldadura é gradualmente adoptada para a carroçaria de aço inoxidável dos vagões ferroviários, e as normas técnicas correspondentes são gradualmente melhoradas.
A junta resistência à fadiga e a resistência mecânica da soldadura a laser são melhores do que as da soldadura por arco tradicional. No fabrico de carroçarias leves em aço inoxidável, a soldadura a laser portátil tem maior flexibilidade e uma gama de aplicações mais vasta.
Com o progresso contínuo desta tecnologia e a redução contínua do custo do equipamento, a utilização da soldadura a laser portátil pode reduzir os custos, melhorar a eficiência e aumentar a satisfação do cliente.
Pode prever-se que, no futuro, a soldadura manual por arco será gradualmente substituída na carroçaria de automóveis em aço inoxidável.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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