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干冰清洗技术与焊接技术相结合-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-08-15 0:50:33 * 浏览: 3
点焊电阻两种最常见的焊接工艺是:点焊和缝焊,通过将材料的电阻与焊接过程中用于将材料保持在一起的力相结合,产生焊接热量。点焊工艺使用两个成形的铜合金电极将焊接电流集中到一个小“点”,同时将板夹在一起。在“焊接手册”中,详细说明焊接是一种制造或雕刻工艺,通过引起聚结来连接材料,通常是金属或热塑性塑料。这通常通过熔化工件并添加填充材料以形成熔融材料池(熔池)来实现,所述熔融材料池冷却成强粘合,压力有时与热一起使用,或单独使用以产生焊接。这与焊接和钎焊形成对比,焊接和钎焊涉及熔化工件之间的低熔点材料以在它们之间形成粘合而不熔化工件。如“焊接手册”中所述,点焊是通过由电流电阻获得的热量使金属表面接触的过程。工件在电极施加的压力下保持在一起。通常,片材的厚度范围为0.5至3mm(0.020至0.12英寸)。该工艺使用两个成形的铜合金电极将焊接电流集中到一个小的“点”中,同时将这些板夹在一起。迫使大电流通过该点将熔化金属并形成焊缝。点焊的吸引人的特点是能够在短时间内(大约10毫秒)向现场输送大量能量。这允许在不对板的其余部分进行过度加热的情况下进行焊接。在点焊期间,大电流引起大磁场,并且电流和磁场相互作用以产生大磁场,该磁场驱动熔融金属以高达0.5米/秒的速度快速移动。因此,熔融金属的快速移动可以显着改变点焊中的热能分布。传递到光斑的热量(能量)由电极之间的电阻和电流以及电流的持续时间决定。选择能量以匹配片材的材料特性,厚度和电极类型。施加太少的能量不会熔化或焊接金属。施加太多能量会熔化太多金属,喷射熔融材料,形成一个孔而不是焊缝。点焊的另一个吸引人的特征是能够控制输送到现场的能量以产生可靠的焊接。焊接和组装的工业机器人工业机器人是可编程的多功能操纵器,设计用于通过可变编程运动自动执行焊接或材料移动等任务。有两种流行的工业焊接机器人。这两个是铰接式机器人和线性机器人。机器人控制旋转手腕在空间中的运动。线性机器人在三个轴(X,Y和Z)中的任何一个轴上移动。除了机器人沿轴线的线性运动之外,还有一个连接到机器人的手腕以允许旋转运动。这创建了一个盒形机器人工作区。铰接式机器人使用手臂和旋转关节。这些机器人像人的手臂一样移动,最后有一个旋转的手腕。这产生了不规则形状的机器人工作区域。在设置机器人焊接设备时需要考虑许多因素,例如精度和可重复性,轴数,可靠性,夹具,编程,焊接跟踪系统,维护,控制,焊接监视器,焊接设备,定位器和零件转移。由于任务的单调性质,机器人焊接系统可以比手动焊接机更可重复地执行。但是,机器人可能需要定期重新校准或重新编程。机器人应具有允许适当运动范围所需的轴数,并且机器人臂应能够从多个角度接近工作。机器人的运动轴称为自由度。典型的垂直多关节机器人具有6轴配置或6个自由度。六种工业机器人配置包括:垂直接头,笛卡尔,SCARA,圆柱,极地和三角洲。只要遵循适当的维护程序,机器人焊接系统就可以连续运行。连续通过适当的机器人系统设计和强大的维护管理系统,可以最大限度地减少换行。除了快速更换尖端外,还需要完成以下紧急情况的规划,快速更换不能操作的机器人,在生产线上安装备用机器人,并将破碎机器人的焊接重新分配到附近的功能机器人。焊接机器人广泛用于汽车部件。 “点焊”是汽车冲压件制造中最常见的焊接应用。虽然它通常用于汽车工业中以将金属板框架连接在一起,但点焊应用具有多种项目用途。自动点焊是一种快速,简便且经济的解决方案。点焊机器人可以克服困难的焊接,同时提供一致的质量。点焊机器人具有成本效益,各种类型节省了占地面积,这就是为什么许多汽车制造商已将这种机器人纳入其工厂的原因。指定较重的负载时,应考虑轴数,有效负载,H-touch,重复性和机器人质量。 Steed(2013)澄清说,机器人焊接设备专门用于制造需要类似操作的产品。这些焊接单元是蜂窝制造,代表了一种替代结构,可减少制造周期并提高产品成本和质量。现代焊接设备具有高度的灵活性,可以进行潜在的工程设计和未来的设计变更。他们还减少了对人力的需求。机器人焊接设备一直是实现所需质量,产量和机器可靠性所需的桥梁。装配机器人扩大了制造业的制造能力。装配过程比以往更快,更高效,更准确。可以为每个装配机器人定制机器人终端工具,以满足任何装配需求。机器人可以节省繁琐的装配线,同时提高生产和节省成本。然而,新的超高强度钢(UHSS)为焊接工程师带来了新的挑战,即较小的焊接窗口(较低的坚固性),更复杂的断裂机制,可能较弱的焊接,不同的疲劳行为。而且更复杂的生产质量检查。电阻点焊的典型问题,例如电极对准,粘合剂和密封剂的存在以及各种类型的锌涂层对UHSS焊接的影响比传统的低碳钢更大。然而,通过自适应控制可以改善焊接性能。焊渣和溅渣的严重后果Minnick(2007)在焊接手册中指出,炉渣是焊剂留在焊缝上的残留物。助焊剂保护铁水免受可能削弱焊接接头的大气污染物的影响。炉渣也可以是从接头排出的熔融金属颗粒,然后在金属表面上再凝固。熔渣夹杂物是夹在焊接金属之间或焊接金属和基底金属之间的非金属固体材料。炉渣夹杂物是焊接横截面内或焊接表面上的区域,其中用于保护熔融金属的一次熔融的焊剂被机械地捕获在凝固的金属内。该凝固的熔渣代表焊接横截面的一部分,其中金属不与其自身熔合。这可能导致弱化状态,这可能损害组件的可维护性。夹杂物也可能出现在焊缝表面。与不完全熔合一样,焊缝和基底金属之间或各个焊缝之间可能发生熔渣夹杂物。事实上,夹渣通常与不完全融合有关。飞溅基本上是在焊弧处或附近产生的小熔融材料液滴。在开发应用程序时,Splash通常被认为是一件麻烦事,也是一个需要考虑的关键因素。与飞溅相关的一些问题包括:飞溅在工件或工具上的球,助燃剂和连接器的飞溅,电弧和焊接材料的损失以及飞溅物的过度清洁。大多数制造商都努力减少飞溅时产生的飞溅量。飞溅是由几个因素引起的,主要因素是当焊丝转移到焊缝中时熔融焊池中的扰动。通常,这是由关系引起的ip在电流强度和电压之间。这通常发生在焊接电压太低或电流强度对于给定的电线和气体组合太高时。在这种情况下,电弧太冷而不能熔化电线和电池并导致电线的短路效应。这可以在高电流和低电流范围内发生。由于选择了气体,可能会发生飞溅[12]。 Moore(2012)确定,为了确保焊缝的完整性,必须除去熔渣,因为许多产品由一系列冲压板组成,这些冲压板点焊在一起形成一体式框架。在点焊之前,在面板之间施加环氧密封剂,在焊接过程中将其与熔渣一起喷溅。一段时间后,这种“飞溅”积聚在机器人关节和其他辅助设备上。可能难以对设备进行定期维护,并且将减少机器人的运动范围。可能需要关闭生产线以解决由于渣和密封剂过度堆积而引起的问题。当自动框架通过焊接线时,它们可以捕获这种熔渣堆积,机器人将密封剂涂在错误的位置,从而影响焊接质量。在预防性维护期间,熟练的电工和机械师花费不成比例的时间来清理故障区域,而不是专注于需要维修/维护的物品。电子涂层是另一个问题领域,其中环氧树脂涂层积聚并影响固定装置和接触鞋的有效性。传统的清洁方法通常会损坏该区域的精密传感器和电子设备手动擦拭和擦拭不是非常有效的清洁并且非常耗时。虽然自适应电阻焊接控制,通过签名图像处理,以帮助焊接一致性,自动补偿,以保持生产和质量达到尖端承受磨损所需的水平,这些系统无法弥补炉渣和传感器造成的熔渣和飞溅损坏的质量焊缝退化。以下段落中解释的干冰喷射方法对于移除焊枪和炉渣和弃土装置非常有效。干冰和干冰清洁(喷射)技术干冰是一种固体形式的二氧化碳(CO2),一种无色,无味,无味的气体。在-109°F(-78°C)的低温下,固体CO2(干冰)具有可以分接的固有热能。在大气压下,干冰直接升华为蒸汽而不通过液相。这是一种独特的性质,这意味着喷雾介质刚刚消失,只留下原始污染物被处理掉。此外,现在可以在水敏感区域进行喷砂清理。干冰喷射中使用的二氧化碳水平与食品和饮料行业中使用的二氧化碳水平相同,并且经FDA(食品和药品管理局)和EPA(环境保护局)特别批准。二氧化碳是一种无毒的液化气体,既便宜又易于在工地上储存。同样重要的是它的非导电性和不易燃性。二氧化碳是几种工业制造工艺的天然副产品,例如发酵和石油化学精炼。通过上述生产过程释放的CO 2被捕获并存储而没有损失。当在爆破过程中二氧化碳返回大气时,不会产生新的二氧化碳。相反,只释放原始的二氧化碳副产物。干冰喷射如何工作?该系统使用3毫米干冰颗粒,并用压缩空气喷出喷嘴。它的工作方式有点像喷砂或高压水或蒸汽喷射,效果很好。干冰的低温 - 78.5℃“喷雾”使其相对于待除去的材料收缩并从其下表面失去粘附力。此外,当一些干冰渗透到要去除的材料时,它会与下面的表面接触。较温暖的地下将干冰转化为二氧化碳。在材料后面膨胀800倍的气体以加速其去除。油漆,油,油脂,沥青,炉渣,飞溅物,焦油,贴花,烟灰,污垢,油墨,树脂和粘合剂是通过该程序去除的一些材料。当干冰升华到大气中时,只能处理被除去的物质。在干冰喷射,有几种制作干冰喷射介质的方法:一种技术是在喷砂机中从固体CO2(干冰)块中刮掉冰粒,另一种是在干冰喷射中制造硬粒干冰。用于剃刮干冰颗粒的第一种技术通常产生糖晶大小的干冰颗粒,由于其高表面积与体积比,由于快速升华必须快速使用。另一种技术是在造粒机中制造干冰的硬颗粒,然后立即喷洒颗粒或将颗粒储存在隔热容器中直至需要它们。这些干冰颗粒的直径通常为0.2cm至0.3cm,长度为0.25cm至1cm。通过将加压的液态二氧化碳闪蒸到雪中然后将雪压缩成固体形式来产生颗粒状干冰。雪直接形成颗粒(机械压缩)或在固体压力下通过模头挤出成固体形式。后一种方法允许更有效地从液相转化为固相。通常,希望具有良好压实的干冰颗粒以最小化可能影响产品质量的气态CO 2和/或空气的截留。当液态二氧化碳闪蒸到雪中时,实现的产率随着液态二氧化碳的温度降低而增加,使得先前通过热交换器输入的液态二氧化碳和排出的二氧化碳蒸汽是重要的。由于固态CO2蒸发,干冰喷射过程不会产生任何二次废物。剩下的唯一收集的是去除的污染物。干冰喷射技术的好处降低了干冰颗粒的自然升华成本,消除了收集清洁介质进行处理的成本。还消除了与水/爆破程序相关的遏制和收集成本。由于CO2 /干冰喷射系统为生产设备(在线清洁)提供在线维护能力,因此将耗时且昂贵的脱气程序保持在最低限度。不再需要专门的清洁循环,因为可以使用预防性维护程序,这允许在生产期间清洁设备。结果,在不增加劳动力或生产设备的情况下增加了产量。延长设备的使用寿命与砂,核桃壳,塑料珠和其他磨料砂砾介质不同,干冰颗粒是非磨蚀性的,干冰清洁,无需磨损工具,纹理表面,开放公差或损坏的轴承或机械。此外,onlineCleaning消除了因按压到清洁区域和背部处理而造成模具损坏的风险。干燥过程不同于蒸汽或水射流,因为CO2 /干冰喷射不会损坏电线,控制器或开关。此外,干冰喷射后任何可能的生锈都不如蒸汽或水喷射。当用于食品工业时,干冰喷射降低了传统水射流固有的细菌生长的可能性。环境安全的二氧化碳是一种环保的无毒元素。通过用二氧化碳/干冰喷射系统取代有毒化学过程,可以大大减少或消除因使用危险化学清洁剂而引起的员工暴露和公司责任。由于二氧化碳气体比空气重(二氧化碳气体取代氧气),如果在封闭区域或坑中发生爆破,必须小心。除了清洁和安全之外,重要的是要记住干冰是作为其他工业过程的副产品获得的 - 也就是说,它是由回收的二氧化碳制成的。它不会产生二氧化碳或向大气中添加二氧化碳,因此不会影响温室效应。结论干冰喷射产生了“非接触式清洁”机会,并在一小部分时间内去除了炉渣和飞溅物,而不会增加二次废物处理和处置的成本和不便。优点包括通过检测故障的能力增加生产线正常运行时间,以及在没有首先清理故障区域的情况下发生故障时快速解决问题的能力。机器人和固定装置在美学方面看起来更好。从干冰喷射清理后,铜和黄铜配件全部从凿子和划痕切割,以保持新的外观。这很容易接近开关,很难用机器人的枪和手的手区操作。用于清洁密封剂的溶剂被消除。由于机器人装配操作的艰巨性,必须使用干冰(CO2)喷嘴清洁自动冲压装配厂,以确保设备可靠性并确保可持续生产。随着环境问题和立法变得更加严格,有一点是肯定的。未来成功的技术将向世界推广干冰/二氧化碳爆破技术。