ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการแปรรูปโลหะที่เกิดขึ้นใหม่ เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถบรรลุกระบวนการเชื่อมของวัสดุโลหะต่างๆ และมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมแปรรูปโลหะ เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์จะรวบรวมลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงผ่านหลักปฏิกิริยาเลเซอร์ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยความเร็วและความแม่นยำสูง และมีการใช้บ่อยขึ้นในบริษัทแปรรูปโลหะที่มีความแม่นยำ เพื่อเร่งการพัฒนานวัตกรรมของเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์ GREE ได้แนะนำการเชื่อมด้วยเลเซอร์เพื่อมอบวิธีการใหม่ในการประมวลผลและการผลิตชิ้นส่วนโลหะแผ่นสำหรับเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์และเพื่อเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของคุณภาพผลิตภัณฑ์
ความเป็นมาในการประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์
อุตสาหกรรมเครื่องปรับอากาศในปัจจุบันใช้การเชื่อมแบบป้องกันแก๊ส การเชื่อมอาร์ก การเชื่อมปฏิกิริยา และวิธีการเชื่อมอื่นๆ เพื่อให้ได้ชิ้นส่วนโลหะแผ่นที่ปิดสนิท อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวิธีการเชื่อมข้างต้นมีการกระจายพลังงาน การแพร่กระจาย และลักษณะอื่น ๆ โดยทั่วไปคุณภาพการเชื่อมที่ไม่ดี ความเข้มแรงงานของบุคลากร สภาพแวดล้อมการทำงานที่ไม่ดี และปัญหาอื่น ๆ และมาพร้อมกับการกระเจิงของการเชื่อม ต้องผ่านการโพสต์- กระบวนการบดแบนส่งผลให้ค่าใช้จ่ายในการเชื่อมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องไม่เอื้อต่อการพัฒนาองค์กรและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีในระยะยาว
การศึกษาทดลองการเชื่อมด้วยเลเซอร์
การศึกษานำร่องการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของ GREE เริ่มต้นด้วยชิ้นส่วนประเภทกล่องควบคุมไฟฟ้าโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแทนที่การเชื่อมแบบป้องกันก๊าซ CO2 แบบดั้งเดิมด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์ วัตถุดิบสำหรับชิ้นส่วนกล่องควบคุมไฟฟ้าเป็นแผ่นสังกะสีแบบจุ่มร้อน โดยทั่วไปมีความหนาระหว่าง 1.0 ถึง 3.0มม. โดยส่วนใหญ่คำนึงถึงรูปร่างที่สม่ำเสมอมากขึ้นของตัวควบคุมไฟฟ้าประเภทนี้ ชิ้นส่วนกล่อง รอยเชื่อมเป็นสถานะการกระจายตรงเชิงพื้นที่ มุมมองสามมิติจะแสดงในรูป ความลึกของรอยเชื่อมที่มากเกินไปอาจนำไปสู่การเชื่อมชิ้นส่วน โดยการเพิ่มการดำเนินการเพิ่มเติม เช่น การเชื่อมฟิลเลอร์รอง และคุณภาพของการเชื่อมฟิลเลอร์นั้นต้องการอย่างมากเมื่อเกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนที่ปิดผนึกด้วยแก๊สและน้ำ หากความลึกของรอยเชื่อมเล็กเกินไป ความสูงของรอยเชื่อมอาจสูงเกินไป ทำให้ปริมาณงานที่จำเป็นสำหรับการเจียรหลังกระบวนการเพิ่มขึ้น ดังนั้น สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างความลึกของการเชื่อมและความเร็วในการเชื่อม กำลังแสงเลเซอร์ ในการวิจัยเชิงทดลองมักจะใช้เพื่อควบคุมวิธีการแบบแปรผัน ในกำลังของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่แตกต่างกัน ความสัมพันธ์ระหว่างความลึกของรอยเชื่อมและความเร็วในการเชื่อมดังแสดงในรูปด้านล่าง
การใช้งานจริงของการเชื่อมด้วยเลเซอร์
การใช้งานในส่วนประกอบถาดรองน้ำเชิงพาณิชย์
ในฐานะส่วนสำคัญของหน่วยระบายความร้อนด้วยน้ำเชิงพาณิชย์ การปิดผนึกรอยเชื่อมของชิ้นส่วนถาดรองน้ำมีความสำคัญเป็นพิเศษ ชิ้นส่วนเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการรวบรวมน้ำเสียหมุนเวียนจากหน่วยระบายความร้อนด้วยน้ำ เปลือกต้องได้รับแรงดันน้ำสูงและต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของการต้านทานการกัดกร่อน
เมื่อเทียบกับวัสดุเหล็กกล้าคาร์บอนแบบดั้งเดิม วัสดุสแตนเลสมีความต้านทานสูงและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูง รวมกับลักษณะทางโลหะวิทยาของการเชื่อมของวัสดุ การผลิตชิ้นส่วนกระทะน้ำเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้กระบวนการเชื่อมแบบจุดต้านทานบวกกับโหมดกระบวนการเชื่อมอาร์ก อย่างไรก็ตาม มีปัญหาและข้อบกพร่องบางประการ ส่วนใหญ่: แม้ว่าการเชื่อมแบบจุดต้านทานสามารถลดการเปลี่ยนรูปการเชื่อมของชิ้นส่วนถาดรองน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีเครื่องหมายเยื้องที่รอยเชื่อมที่เห็นได้ชัด และจำนวนของรอยต่อรอยสูง ซึ่งส่งผลต่อความสม่ำเสมอของคุณภาพของ ชิ้นส่วนและเพิ่มภาระงานของกระบวนการเจียรในภายหลัง และการเชื่อมจุดต้านทานเป็นรูปแบบการเชื่อมต่อจุดที่ไม่ต่อเนื่องและเป็นอิสระ กระบวนการเชื่อมจุดของการปิดผนึกโครงสร้างชิ้นส่วนจับกระทะน้ำไม่ดี แม้ว่าการเชื่อมอาร์กแบบแมนนวลสามารถบรรลุการเชื่อมแบบต่อเนื่องได้ ดังที่แสดงด้านล่าง แต่การเสียรูปของการเชื่อมอาร์คเหล็กกล้าไร้สนิม a la อาร์กจำนวนอาร์จะทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปความร้อนของชิ้นส่วนแผ่นรับน้ำ ส่งผลกระทบต่อตำแหน่งของจุดต่ำสุดของส่วนทั้งหมด ส่งผลให้เก็บน้ำในส่วนเป็นเวลานาน ไม่เอื้อต่อการทำงานที่มั่นคงในระยะยาว ของหน่วยระบายความร้อนด้วยน้ำ
การใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์บนขอบดัดของข้อกำหนดตะเข็บที่เหลือนั้นสูง โดยทั่วไปเลเซอร์ 1500W ต้องใช้ความกว้างของการเชื่อม 2.5 มม. หรือน้อยกว่า หากรอยเชื่อมกว้างเกินไป อาจเกิดรอยเชื่อม รอยเชื่อมที่ว่างเปล่าและการเสียรูป และจำเป็นต้องรักษาความขนานของรอยเชื่อมทั้งหมดในลักษณะที่สม่ำเสมอโดยทั่วไป มิฉะนั้น จะมีการเติมลวดที่ไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดช่องว่างเล็ก ๆ ใน ส่วนของความสูงของการเชื่อมมีขนาดใหญ่ ส่วนตรงกลางเพียงเพื่อตอบสนองความต้องการ ในขณะที่ช่องว่างระหว่างปลายขนาดใหญ่ของรอยเชื่อมที่ว่างเปล่า ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของชิ้นส่วนอย่างจริงจัง การเชื่อมฟิลเลอร์รองต้องดำเนินการด้วยตนเอง แต่ ลดประสิทธิภาพการผลิต
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ช่วยลดหรือขจัดภาระงานการเจียรหลังกระบวนการ ด้วยการตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสม สามารถลดความสูงในการเชื่อมและแม้แต่ความเรียบ 0.1 มม. ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการเจียรเหล็กกล้าไร้สนิม เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิม 304 มีความแข็งและความแข็งแรงมากกว่า มากกว่าโลหะแผ่นสังกะสีธรรมดาถึง 5 เท่า ปริมาณการใช้แผ่นเจียรและปริมาณงานที่เกี่ยวข้องจะสูงขึ้นมาก การเจียรด้วยความสูงของรอยเชื่อม 1.2 มม. ความยาวของการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม 100 มม. ต้องใช้เวลาเฉลี่ย 5 นาที งานเจียรต่อเนื่องไม่เพียงเท่านั้น เพิ่มความเข้มแรงงานของผู้ปฏิบัติงาน แต่ยังเพิ่มต้นทุนการผลิตของผลิตภัณฑ์ซึ่งไม่เป็นผลดีต่อการพัฒนาวิสาหกิจ ชิ้นส่วนสแตนเลสขัดด้วยมือหลังจากเชื่อมดังแสดงด้านล่าง
เพื่อเปลี่ยนแปลงกระบวนการที่มีอยู่ โดยผ่านการสื่อสารและความร่วมมือกับผู้ผลิตอุปกรณ์เลเซอร์ขั้นสูงในประเทศและต่างประเทศ เราได้พัฒนาหุ่นยนต์อุตสาหกรรมหกแกน ปืนเชื่อมเลเซอร์อัตโนมัติและระบบควบคุมการป้อนลวด โต๊ะติดตั้งแบบยืดหยุ่นที่ผสานรวมกับการสาธิตแบบตั้งโปรแกรมได้ และ การสอนโซลูชันการเชื่อมอัตโนมัติด้วยเลเซอร์ โซลูชันนี้ช่วยให้สามารถจับยึดและจัดตำแหน่งชิ้นส่วนต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว โดยการออกแบบอุปกรณ์ยึดที่ยืดหยุ่นเพื่อซิงโครไนซ์การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของชิ้นส่วน เส้นทางการเชื่อมได้รับการสอนโดยใช้ไฟฉายปลายหุ่นยนต์แบบใช้มือถือ จึงทำให้ทำงานอัตโนมัติ การดำเนินการเชื่อมทำได้ยากน้อยลงอย่างมาก และลดอินพุตของผู้ดำเนินการเชื่อมที่เชี่ยวชาญ
การใช้ระบบเชื่อมเลเซอร์หุ่นยนต์หกแกนในปัจจุบันเพื่อเชื่อมชิ้นส่วนถาดน้ำดังแสดงในรูป กำลังเชื่อม 1500W ความเร็วในการเชื่อมเฉลี่ย 1.4m/min ค่าใช้จ่ายในการจับยึดและการวางตำแหน่งทั้งหมด 5 นาที การสอนด้วยตนเอง และค่าใช้จ่ายในการเขียนโปรแกรม 10 นาที กระบวนการเชื่อม 2 นาที การปรับอื่นๆ ใช้เวลา 8 นาที การเชื่อมครั้งแรกของชิ้นส่วนถาดน้ำเดียวใช้เวลา 25 นาที อันเป็นผลมาจากการเชื่อมแบบนี้อีกครั้ง เนื่องจากไม่มีการสอนและการปรับเปลี่ยนอื่นๆ จำเป็นต้องเชื่อมชิ้นส่วนอีกครั้ง เวลาเฉลี่ยที่ใช้กับส่วนถาดรองน้ำเพียงชิ้นเดียวคือ 7 นาทีในการผลิตจำนวนมาก และไม่จำเป็นต้องมีการเจียรสำหรับขั้นตอนหลังกระบวนการ ไม่จำเป็นต้องมีช่างเชื่อมผู้เชี่ยวชาญ และต้นทุนกระบวนการลดลงมากกว่า 25 เปอร์เซ็นต์
แอปพลิเคชันในส่วนประกอบเฟรมสนับสนุนเชิงพาณิชย์
ในฐานะที่เป็นโครงกระดูกของโครงสร้างเครื่องจักรภายนอกเชิงพาณิชย์ มีชิ้นส่วนโครงรองรับจำนวนมาก ซึ่งได้รับการออกแบบในโครงสร้างคล้ายกล่องยาวเพื่ออำนวยความสะดวกในการประกอบและการแบกรับน้ำหนัก เนื่องจากชิ้นส่วนประเภทนี้ส่วนใหญ่มีบทบาทในการรองรับเฟรม ภายในกล่องไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอกดังนั้นจึงไม่มีข้อกำหนดสูงสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนชั้นสังกะสีของแผ่นสังกะสีไม่เพียง แต่ให้การป้องกันทางกายภาพ แต่ยังป้องกันไฟฟ้าเคมีกับพื้นผิวเหล็กทำให้ต้นทุน - วัสดุเหล็กที่มีประสิทธิภาพ
ชั้นสังกะสีของแผ่นสังกะสีไม่เพียงแต่ให้การป้องกันทางกายภาพ แต่ยังป้องกันไฟฟ้าเคมีกับพื้นผิวเหล็ก ทำให้เป็นวัสดุเหล็กที่คุ้มค่า เหตุผลนี้เป็นความแตกต่างอย่างมากในคุณสมบัติทางกายภาพของการเคลือบสังกะสีและเหล็กกล้าคาร์บอนพื้นฐาน ระหว่างการเชื่อมแผ่นเหล็กอาบสังกะสี (การเคลือบสังกะสีมีจุดหลอมเหลว 420 องศา และจุดเดือด 908 องศา ในขณะที่เหล็กฐานมีจุดหลอมเหลว 1300 องศา และจุดเดือด 2861 องศา ) การระเหยของ การเคลือบสังกะสีจึงเกิดขึ้นก่อนการหลอมของเหล็กฐาน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกระบวนการเชื่อมและคุณภาพของแผ่นเหล็กอาบสังกะสี
ในปัจจุบัน กระบวนการเชื่อมหลักสามขั้นตอนสำหรับชิ้นส่วนโครงรองรับ ได้แก่ การเชื่อมแบบจุดต้านทาน การเชื่อมอาร์คไฟฟ้า และการเชื่อมด้วยเลเซอร์ สำหรับการเชื่อมแบบจุดต้านทาน การมีอยู่ของชั้นสังกะสีทำให้อิเล็กโทรดไวต่อการผสมกับชั้นสังกะสีระหว่างการเชื่อม ซึ่งจะช่วยเร่งความเร็ว กระบวนการออกซิเดชันบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดทองแดงและต้องการให้ผู้ปฏิบัติงานขัดปลายอิเล็กโทรดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะช่วยลดอายุการใช้งานของอิเล็กโทรดทองแดง เมื่อใช้การเชื่อมอาร์กแบบแมนนวลเนื่องจากจุดเดือดต่ำของสังกะสีเมื่ออาร์กเป็นอันดับแรก สัมผัสกับชั้นเคลือบสังกะสี สังกะสีจะระเหยอย่างรวดเร็วและไอสังกะสีที่เป็นผลลัพธ์จะถูกขับออกด้านนอก ซึ่งอาจทำให้การเชื่อมทำให้เกิดอนุภาคตะกรัน ความพรุน และการกระเด็น ส่งผลให้เกิดความแตกต่างอย่างมากในความเรียบของพื้นผิวเชื่อม ทำให้เพิ่มภาระงานหลังการเชื่อม กระบวนการเจียรและอันตรายด้านคุณภาพที่สำคัญสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องกันแก๊สและกันน้ำ ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง e ปรากฏการณ์ที่เห็นได้ชัดของการระเหยของชั้นสังกะสีในรอยเชื่อมของชิ้นส่วนที่เชื่อมด้วยการเชื่อมอาร์กแบบแมนนวล โดยเฉพาะบริเวณใกล้ปลายตรงกลางและด้านหลังซึ่งมีแอ่งขนาดใหญ่ของสเปรย์หลอมเหลว นำไปสู่ปัญหาด้านคุณภาพ เช่น เนื้องอกในการเชื่อมและ ความพรุน
การประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของรอยเชื่อมเท่านั้น แต่ยังช่วยแก้ปัญหาการเชื่อมจุดต้านทานแบบดั้งเดิมในการเชื่อมแผ่นเหล็กชุบสังกะสีและแผ่นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง เช่น การเสียรูปในการเชื่อมขนาดใหญ่ ความเรียบของรอยเชื่อมต่ำ ง่ายต่อการสร้างช่องว่างและลดความแข็งแรงของวัสดุฐาน ชิ้นส่วนเฟรมสนับสนุนเชิงพาณิชย์ในการใช้กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ เนื่องจากเลเซอร์สามารถมีความหนาแน่นของพลังงานขนาดใหญ่ในช่องว่างขนาดเล็กภายใต้การเจาะของรอยเชื่อม เพื่อให้รูปแบบการเชื่อมสำหรับ การเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่อง จากคุณสมบัติทางกลของข้อมูลการทดสอบ การใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์หลังจากความแข็งแรงของรอยเชื่อมจะสูงกว่าการเชื่อมแบบจุดต้านทานประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ดังแสดงในรูปด้านล่าง
