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金屬鈑金新聞

激光用于不銹鋼管的焊接(一)

星之球激光 來源:機械專家網(wǎng)2012-07-28 我要評論(0 )   

最近幾年,由于人們對環(huán)境問題越來越關(guān)注,在提高燃料效率方面,汽車制造商受到的壓力日益增長。更加嚴格、約束性更強的法規(guī)給工業(yè)生產(chǎn)和材料加工帶來了技術(shù)上的挑戰(zhàn)。...

 

最近幾年,由于人們對環(huán)境問題越來越關(guān)注,在提高燃料效率方面,汽車制造商受到的壓力日益增長。更加嚴格、約束性更強的法規(guī)給工業(yè)生產(chǎn)和材料加工帶來了技術(shù)上的挑戰(zhàn)。在這些趨勢中包括了降低廢氣的排放,車身更輕,以及延長零件的使用壽命。

 

材料加工方面的進步為不銹鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域帶來了獨特的機遇。具體來說,人們要求生產(chǎn)商生產(chǎn)這樣的零件,它們必須有更輕的重量,但是仍必須有防腐蝕特點,并且滿足強度要求。此外,車身的空間局限性更強調(diào)了可成形性的重要性。典型的應(yīng)用包括了排氣管、燃料管、噴油嘴和其他組件。

 

在生產(chǎn)不銹鋼管時,先成形扁平的鋼帶,隨后使得其外形成為圓管狀。一旦成形后,管子的接縫必須被焊接到一起。這個焊縫很大程度上影響了零件的可成形性。因此,若要得到能夠滿足制造業(yè)內(nèi)嚴格的測試要求的焊接外形,選擇合適的焊接技術(shù)就極為重要。無庸置疑,鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)、高頻(HF)焊,以及激光焊接已經(jīng)在不銹鋼管的制造中各自得到了應(yīng)用。

 

高頻感應(yīng)焊

 

在高頻接觸焊和高頻感應(yīng)焊中,提供電流的設(shè)備和提供擠壓力的設(shè)備是相互獨立的。此外,兩種方法都能使用磁棒,它是軟磁性元件,被置于管體內(nèi)部,它有助于在鋼帶邊緣匯聚焊接流。

 

在這兩種情況下,鋼帶被切割并清理后,被卷起,然后送到焊接點。另外,對在加熱過程中使用的感應(yīng)線圈進行冷卻使用了冷卻劑。最后,一些冷卻劑將被用于擠壓過程。這里,在擠壓滑輪上作用了很大的力,以避免在焊接區(qū)域產(chǎn)生多孔性;然而,使用了更大的擠壓力將導(dǎo)致毛刺(或者焊珠)增多。因此,特殊設(shè)計的刀具被用來清除管子內(nèi)部和外部的毛刺。

 

高頻焊接過程的主要優(yōu)勢之一是,它能夠?qū)︿摴苓M行高速加工。然而,在大部分固相鍛接中存在的典型情況是,高頻焊接的接點若使用傳統(tǒng)非破壞性技術(shù)(NDT)不容易進行可靠的測試。焊接裂縫可能在低強度連接處的平薄區(qū)域出現(xiàn),這種裂縫使用傳統(tǒng)方法無法檢測出來,因而在一些高要求的汽車應(yīng)用中可能缺乏可靠性。

 

鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)

 

傳統(tǒng)上來看,鋼管生產(chǎn)廠選擇將鎢極氣體保護電弧焊(GTAW)完成焊接過程。GTAW在兩個非消耗性的鎢電極之間產(chǎn)生了一個電焊弧。同時,從噴槍中導(dǎo)入惰性保護氣體,以屏蔽電極、產(chǎn)生電離化的等離子體流,以及保護熔化的焊池。這是一個已經(jīng)確立了的,并已被人們理解了的過程,它將可重復(fù)完成高質(zhì)量的焊接過程。

 

這一工藝的優(yōu)勢在于可重復(fù)性,焊接過程無濺出物,并且消除了多孔性。GTAW被認為是一個電傳導(dǎo)的過程,所以,相對來說,過程比較緩慢。

 

高頻電弧脈沖

 

近年來,GTAW焊接電源,又稱為高速開關(guān),使得電弧脈沖超過10,000Hz。鋼管加工廠的客戶最先受益于這一新技術(shù),高頻電弧脈沖導(dǎo)致了電弧向下的壓力與傳統(tǒng)GTAW相比大了五倍。所帶來的具有代表性的改進特性還包括:爆破強度被提高,焊接線速度更快,廢品減少。

 

鋼管生產(chǎn)廠的客戶很快發(fā)現(xiàn),此焊接工藝得到的焊接外形需要減小。此外,焊接速度還是相對較慢。

 

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