3D ربات جوشکاری لیزری در جوشکاری هوافضا

3D دستگاه جوش لیزری رباتیک نوع جدیدی از روش جوشکاری است که در حال حاضر رایج است. این 3D جوشکار لیزری رباتیک توسط 2 قسمت پیکربندی شده است: یک "میز کار جوشکاری" و "بازوی رباتیک جوشکاری". این 3D ربات جوش لیزری پرتو لیزر ساطع شده را به فیبر نوری متصل می کند و سپس از پرتو موازی برای تمرکز روی محصول برای انجام جوشکاری مداوم استفاده می کند. تداوم نور در جوشکاری اثر واقعی جوشکاری را قوی‌تر می‌کند و درز جوشکاری ظریف‌تر و زیباتر می‌شود.

3D دستگاه جوش لیزر رباتیک می تواند به اثرات عملی مانند سرعت جوش سریع، تغییر شکل کوچک و بدون حباب دست یابد. در همان زمان، در طول فرآیند جوشکاری، 3D ربات جوش لیزری می تواند جوش لیزری غیر تماسی را در قسمت های غیر قابل دسترس محصول اتخاذ کند که در عملکرد و استفاده انعطاف پذیرتر و راحت تر است. علاوه بر این، دستگاه جوش نیز مجهز به a CCD سیستم نظارت بر زمان واقعی دوربین، که موقعیت جوش را بهتر می کند. دقت مشاهده توزیع انرژی نقطه جوش را در طول فرآیند جوشکاری آسان می کند که زیبایی محصول جوش داده شده را تا حد زیادی بهبود می بخشد. در همان زمان، 3D جوشکار لیزری رباتیک همچنین می تواند به شرکت ها برای دستیابی به اتوماسیون در تولید کمک کند و همچنین می تواند چندین پرتو لیزر را به طور همزمان پردازش و تولید کند تا به تولید انبوه محصولات دست یابد.

جوشکاری هواپیما

استفاده از پانل های بدنه یکپارچه جوش داده شده به جای پانل های بدنه پرچ شده سنتی می تواند تا حد زیادی w8 قطعات را کاهش دهد، هزینه های ساخت را کاهش دهد و راندمان تولید را بهبود بخشد. بنابراین، به یکی از روندهای توسعه فناوری ساخت هواپیماهای غیرنظامی در مقیاس بزرگ تبدیل شده است. از آنجایی که جوشکاری با پرتو لیزر دوگانه تأثیر کاهش w8 واضح تری بر ساختار خرپا بلند پوست دارد و در عین حال دسترسی فضایی بهتری برای اجزای پیچیده دارد، بنابراین مورد توجه گسترده‌ای قرار گرفته است. در حال حاضر، شرکت‌های تولیدکننده هوافضا مانند ایرباس از فناوری تولید پانل‌های بدنه یکپارچه با جوش لیزری در بسیاری از مدل‌های خود استفاده کرده‌اند. با این حال، فناوری ساخت مبتنی بر جوش برای پانل‌های بدنه یکپارچه یکی از مشکلات در فناوری ساخت هواپیماهای غیرنظامی معاصر است. در حال حاضر، فناوری جدید جوشکاری آلیاژ آلومینیوم برای پانل های بدنه در طراحی هواپیماهای مسافربری بزرگ ویژگی های خاص خود را در ساخت دارد.

ربات جوش لیزری برای جوشکاری هواپیما

ربات ها به دلیل تکرارپذیری بالا، قابلیت اطمینان خوب و کاربرد قوی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر، فرآیند تولید محصولات هوافضا همچنان پرکار، پیچیده در رویه‌ها و شرایط کاری نامناسب است که با تعداد زیادی ابزار ابزار و ساخت دستی تکمیل می‌شود. فقدان ظرفیت تولید خودکار به یک گلوگاه تبدیل شده است که بهبود قابلیت اطمینان و ظرفیت تولید سلاح ها و تجهیزات را محدود می کند. در عصر هوافضا به شدت در حال توسعه، استفاده از ربات‌های صنعتی برای تولید خودکار توسط شرکت‌های تولیدکننده هوافضا برای تغییر و ارتقای مدل‌های تولید سازمانی و بهبود قابلیت‌های تولید تجهیزات پیشرفته اهمیت زیادی دارد. جوشکاری یک حلقه مهم در فرآیند رسمی تولید محصولات هوافضا است. نقش ربات‌های جوشکار در اینجا بسیار مهم است.

بررسی اجمالی قابلیت جوشکاری لیزری آلیاژ آلومینیوم

از بدو تولد 1 دستگاه جوش لیزری در سال 1960، فناوری جوش لیزری به سرعت توسعه یافت. در سال 1965، یک دستگاه جوش لیزری یاقوت برای جوش دادن اجزای فیلم ضخیم ساخته شد. در سال 1974، اولین دستگاه پردازش لیزر 1 محوره جهان، یک دستگاه جوش لیزری دروازه ای، در شرکت فورد موتور ساخته شد. بعدها شرکت فورد موتور ایالات متحده خط تولید جوش لیزری را توسعه داد. امروزه ژنراتورهای لیزری که می توانند برای جوشکاری استفاده شوند از نسل اول تکامل یافته اند CO2 لیزرهای گازی به لیزرهای حالت جامد YAG و همچنین جدیدترین لیزرهای فیبر. بزرگترین مزیت جوشکاری لیزری این است که انرژی آن متمرکز است و در نتیجه نسبت ابعاد زیادی از اتصال جوش داده شده و تغییر شکل جوش کوچک ایجاد می شود. با بهبود مستمر کیفیت پرتو لیزر، جوشکاری لیزر اکنون به یک روش جوشکاری بالغ تبدیل شده است که به طور گسترده در زمینه های مختلف اقتصاد ملی و ساخت و ساز دفاع ملی استفاده می شود.

آلیاژ آلومینیوم دارای چگالی کم، مقاومت در برابر خوردگی خوب، مقاومت در برابر خستگی بالا، مقاومت ویژه بالا و سختی خاص است و یک ماده ایده آل برای سازه های هواپیما است. در سال‌های اخیر، اگرچه مواد جدیدی مانند آلیاژهای تیتانیوم و مواد کامپوزیتی در صنعت هوافضا مورد توجه گسترده‌ای قرار گرفته‌اند، اما به دلیل یک سری مزیت‌ها از جمله منابع غنی، عملکرد عالی، پردازش آسان و هزینه کم آلومینیوم و جدید بودن مداوم. عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم سنتی توسعه و ظهور آلیاژهای آلومینیوم جدید (مانند آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم)، قابل پیش بینی است که استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در سازه هواپیما همچنان برای مدت طولانی در آینده دارای مزایای غیرقابل جایگزینی خواهند بود. بنابراین، فناوری جوشکاری آلیاژ آلومینیوم به یک کلید فنی مهم تبدیل شده است. استفاده از فناوری جوش لیزری برای اتصال اجزای هوانوردی آلیاژ آلومینیوم دارای مزایای زیادی مانند نسبت بزرگ عمق به عرض جوش، ناحیه کوچک متاثر از حرارت جوشکاری، تغییر شکل جوش کوچک و سرعت جوش بالا است. با این حال، جوشکاری لیزری آلیاژ آلومینیوم دارای برخی مشکلات فنی است.

شرح مفصلی از طرح جوشکاری لیزری برای پانل بدنه هواپیماهای مسافربری بزرگ

در اجزای جوش لیزری خرپا بلند پوست بدنه هواپیمای مسافربری بزرگ، طول یک جوش ممکن است بیش از 4 متر باشد. در عین حال، از آنجایی که پوست و خرپا بلند بسیار نازک هستند، پایداری فرآیند جوشکاری را می توان به طور موثر با تولید جوش حفظ کرد. یکی از کلیدهای موفقیت. در این محلول، پرتوهای لیزر دوگانه به طور همزمان در دو طرف قسمت داخلی پوست جوش داده می شود. به منظور حفظ یکپارچگی پوست بیرونی، فرآیند جوشکاری نمی تواند به پوست نفوذ کند و ساختار T شکل نیازی به تاکید بیش از حد بر نسبت ابعاد ندارد. نکته کلیدی این است که یک اتصال جوشی پیوسته، بدون نقص و با کارایی بالا تشکیل شود. بنابراین، حفظ پایداری سوراخ های کوچک و حوضچه مذاب در حین جوشکاری با نفوذ عمیق لیزر ضروری است.

به طور عمده از 2 جنبه مورد توجه قرار می گیرد: از یک طرف، از منظر ضمانت ابزار و تجهیزات جوشکاری، حفظ گیره و فوکوس و مرکز لیزری با دقت بالا و حفظ تکرار بالا در حرکت ضروری است. 3D دستگاه جوش لیزری رباتیک برای کنترل سر جوش. دقت موقعیت یابی و دقت موقعیت یابی مسیر، در صورت لزوم، از یک سیستم ردیابی مناسب استفاده کنید. از سوی دیگر، به دلیل سیالیت خوب آلیاژ آلومینیوم مایع، کشش سطحی کم، پایداری ضعیف حوضچه مذاب، در عین حال، انرژی یونیزاسیون آلومینیوم کم است و فرآیند جوشکاری سبک است. پلاسما مستعد گرم شدن بیش از حد و انبساط است و همچنین منجر به پایداری جوش ضعیف می شود. بنابراین، تحقیقات باید از منظر متالورژی جوش انجام شود.

1. آلیاژ آلومینیوم دارای بازتاب سطح اولیه بسیار بالایی برای پرتوهای لیزر است 90% برای CO2 لیزر و نزدیک به 80% برای لیزرهای YAG)، که قبل از تشکیل حوضچه مذاب به قدرت لیزر بیشتری نیاز دارد.

2. به دلیل تأثیر عوامل متعدد مانند متالورژی و فناوری، جوشکاری لیزری آلیاژ آلومینیوم بیشتر مستعد منافذ است.

3. آلیاژ آلومینیوم یک آلیاژ یوتکتیک معمولی است و در شرایط انجماد سریع جوشکاری لیزری بیشتر مستعد ترک های داغ است.

4. سازگاری شکاف جوشکاری لیزری کوچک است و دقت مونتاژ جوش بالا است.

5. آلیاژ آلومینیوم دارای ضریب انبساط خطی بزرگی است که ایجاد تغییر شکل جوشکاری آسان است.

6. هدایت حرارتی آلیاژ آلومینیوم زیاد است، زمان خنک شدن کوتاه است و واکنش متالورژیکی حوضچه مذاب کافی نیست، که به راحتی باعث نقص می شود.

7. آلیاژ آلومینیوم مایع دارای سیالیت خوب، کشش سطحی کم و پایداری ضعیف حوضچه مذاب است.

فناوری جوش لیزری موثرترین روش برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم در تولید هوافضا است.

فناوری جوش لیزری هنوز یکی از موثرترین روش ها برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم در زمینه هوافضا است. با آزمایشات و تحقیقات مستمر، جوشکاری لیزری به تدریج عملکرد فرآیندی و خواص مکانیکی خوب خود را پس از جوشکاری نشان داد. در مقایسه با جوشکاری TIG و MIG سنتی، جوش لیزری دارای ویژگی های کیفیت جوش بالا، دقت بالا و سرعت سریع است. در حال حاضر یکی از سریع ترین روش های در حال توسعه و تحقیق شده است. در سال‌های اخیر، بسیاری از محققان علمی بین‌المللی تحقیقات زیادی در مورد جوشکاری لیزری آلیاژ آلومینیوم انجام داده‌اند و به تدریج فناوری جوش لیزری آلیاژ آلومینیوم قابل اعتمادتری را تشکیل دادند.

در مقایسه با پانل های دیواری بدنه پرچ شده سنتی، پانل های دیواری بدنه جوش لیزری اثرات کاهش آشکار w8 دارند، می توانند عملکرد قطعات اتصال را بهبود بخشند و مزایای کاهش هزینه های ساخت و بهبود راندمان تولید را دارند. با این حال، تمرکز تنش و مشکلات تغییر شکل ناشی از جوش لیزری در فرآیند پرچ وجود ندارد. فرآیند جوشکاری لیزری پانل بدنه یک هواپیمای مسافربری بزرگ یک فرآیند جوشکاری پیچیده با اندازه بزرگ، ضخامت کوچک و درزهای جوش متعدد است و فرآیند تغییر شکل آن بسیار پیچیده است.

جوش موشک

موتور قلب موشک است و شرایط سخت کار، الزامات سختی را برای ساختار موتور موشک ایجاد می کند. ناحیه بدنه نازل باید در برابر ضربه و ارتعاش قوی جریان هوای شعله دم مقاومت کند و سرعت جت پرسرعت بیش از 4 ماخ است. فاصله بین لایه های داخلی و خارجی بخش گسترش نازل فقط می باشد 1mmکه یک آسمان دوگانه از یخ و آتش است: سوخت با دمای پایین زیر 100- در داخل لایه میانی جریان دارد و شعله های دم مافوق صوت بیش از 3000 درجه در خارج از لایه میانی شعله ور می شود. لایه میانی نیاز به تحمل ده ها حتی صدها ضربه فشار اتمسفر و ارتعاشات قوی ناشی از آنها دارد. یک سری الزامات سختگیرانه کیفیت جوشکاری موتور را با چالش بزرگی مواجه می کند.

ربات جوش لیزری برای جوش موشک

3D دستگاه جوش لیزری رباتیک به عنوان روش جوشکاری بدنه موتور موشک و گسترش نازل مزایای زیادی دارد. بخش گسترش نازل موتور موشک سنتی به: نوع خنک کننده احیا کننده، نوع خنک کننده تابشی، نوع خنک کننده اگزوز، نوع هوای سرد فرسایشی تقسیم می شود. لحیم کاری خلاء یک روش جوشکاری مرسوم برای ساندویچ نازل های خنک کننده احیا کننده شیار فرز است. این روش دارای استحکام جوش متوسط ​​و فرآیندهای عملیاتی پیچیده است. جوشکاری باید در محیط خلاء انجام شود. خودکار کردن فرآیند جوشکاری دشوار است و به سطح فنی نسبتا بالایی از اپراتورها نیاز دارد. بالا، و چرخه تولید طولانی است، و هزینه تولید بالا است. پس از تجزیه و تحلیل و نمایش، جوشکاری لیزری اولین انتخاب برای جوشکاری ساختار ساندویچی نازل خنک کننده احیا کننده شیار فرز است. مزایای زیادی مانند چرخه تولید کوتاه، درجه اتوماسیون بالا و الزامات زیست محیطی کم دارد. این می تواند چرخه توسعه نازل موتور موشک را بسیار کوتاه کند (قابل تراکم تا 1 ساعت)، هزینه ساخت نازل را کاهش دهد و در نتیجه هزینه پرتاب موشک را به طور موثر کاهش دهد.