3D machine de soudage laser robotisée est un nouveau type de méthode de soudage couramment utilisé à l'heure actuelle. 3D Le soudeur laser robotisé est configuré en 2 parties : un « établi de soudage » et un « bras robotisé de soudage ». 3D Le robot de soudage laser couple le faisceau laser émis dans la fibre optique, puis utilise le faisceau parallèle pour se concentrer sur le produit afin d'effectuer un soudage continu. La continuité de la lumière dans le soudage renforce l'effet réel du soudage et le cordon de soudure est plus raffiné et plus beau.
3D La machine de soudage laser robotisée peut obtenir des effets pratiques tels qu'une vitesse de soudage rapide, une faible déformation et l'absence de bulles. En même temps, pendant le processus de soudage, 3D Le robot de soudage laser peut adopter le soudage laser sans contact sur les parties inaccessibles du produit, ce qui est plus flexible et pratique dans le fonctionnement et l'utilisation ; De plus, la machine à souder est également équipée d'un CCD Système de surveillance en temps réel par caméra, ce qui améliore le positionnement du soudage. La précision permet d'observer facilement la répartition de l'énergie du point de soudage pendant le processus de soudage, ce qui améliore considérablement la beauté du produit soudé ; En même temps, le 3D Le soudeur laser robotisé peut également aider les entreprises à automatiser la production et peut également traiter et produire plusieurs faisceaux laser en même temps, afin de réaliser une production de masse de produits.
Soudage d'aéronefs
L'utilisation de panneaux de fuselage intégrés soudés au lieu de panneaux de fuselage rivetés traditionnels peut réduire considérablement le w8 des composants, réduire les coûts de fabrication et améliorer l'efficacité de la production. Par conséquent, il est devenu l'une des tendances de développement de la technologie de fabrication d'avions civils à grande échelle. Étant donné que le soudage à double faisceau laser a un effet de réduction w8 plus évident sur la structure à treillis long de la peau, et en même temps, il offre une meilleure accessibilité spatiale pour les composants complexes, il a donc reçu une attention considérable. À l'heure actuelle, les entreprises de fabrication aérospatiale telles qu'Airbus ont adopté la technologie de fabrication de panneaux de fuselage intégrés soudés au laser sur bon nombre de leurs modèles. Cependant, la technologie de fabrication basée sur le soudage pour les panneaux de fuselage intégrés est l'une des difficultés de la technologie de fabrication d'avions civils contemporains. À l'heure actuelle, la nouvelle technologie de soudage d'alliage d'aluminium pour les panneaux de fuselage dans la conception des gros avions de passagers a ses propres caractéristiques de fabricabilité.
Robot de soudage laser pour le soudage des avions
Les robots sont utilisés dans diverses industries en raison de leur répétabilité élevée, de leur bonne fiabilité et de leur forte applicabilité. À l'heure actuelle, le processus de fabrication des produits aérospatiaux est encore exigeant en main-d'œuvre, compliqué dans les procédures et dans de mauvaises conditions de travail, complété par un grand nombre d'outillages et une fabrication manuelle. Le manque de capacité de production automatisée est devenu un goulot d'étranglement limitant l'amélioration de la fiabilité et de la capacité de production des armes et des équipements. À l'ère du développement vigoureux de l'aérospatiale, l'application de robots industriels à la production automatisée par les entreprises de fabrication aérospatiale est d'une grande importance pour la transformation et la mise à niveau des modèles de production des entreprises et l'amélioration des capacités de fabrication d'équipements de pointe. Le soudage est un maillon important dans le processus formel de fabrication de produits aérospatiaux. Le rôle joué par les robots de soudage est ici extrêmement important.
Aperçu de la soudabilité au laser des alliages d'aluminium
Depuis la naissance du 1er machine de soudage au laser En 1960, la technologie de soudage au laser a connu un développement rapide. En 1965, une machine de soudage au laser à rubis pour le soudage de composants à couche épaisse a été développée. En 1974, la première machine de traitement au laser à 1 axes au monde, une machine de soudage au laser à portique, a été construite par Ford Motor Company. Plus tard, Ford Motor Company des États-Unis a développé une ligne de production de soudage au laser. Aujourd'hui, les générateurs laser pouvant être utilisés pour le soudage ont évolué à partir de la 5ère génération de CO2 Des lasers à gaz aux lasers à solide YAG, en passant par les derniers lasers à fibre, le plus grand avantage du soudage au laser est que son énergie est concentrée, ce qui se traduit par un rapport hauteur/largeur important du joint soudé et une faible déformation de soudage. Avec l'amélioration continue de la qualité du faisceau laser, le soudage au laser est désormais devenu une méthode de soudage mature, largement utilisée dans différents domaines de l'économie nationale et de la construction de la défense nationale.
L'alliage d'aluminium a une faible densité, une bonne résistance à la corrosion, une résistance élevée à la fatigue, une résistance spécifique élevée et une rigidité spécifique, et est un matériau idéal pour les structures d'aéronefs. Ces dernières années, bien que de nouveaux matériaux tels que les alliages de titane et les matériaux composites aient reçu une attention considérable dans l'industrie aérospatiale, en raison d'une série d'avantages tels que la richesse des ressources, d'excellentes performances, un traitement facile et un faible coût de l'aluminium, et le développement continu de nouveaux traitements thermiques des alliages d'aluminium traditionnels et l'émergence de nouveaux alliages d'aluminium (tels que les alliages aluminium-lithium), il est prévisible que l'application des alliages d'aluminium dans les structures d'aéronefs aura encore des avantages irremplaçables pendant une longue période à l'avenir. Par conséquent, la technologie de soudage des alliages d'aluminium est devenue une clé technique importante. L'utilisation de la technologie de soudage au laser pour connecter des composants aéronautiques en alliage d'aluminium présente de nombreux avantages tels qu'un grand rapport profondeur/largeur de soudure, une petite zone affectée par la chaleur de soudage, une faible déformation de soudage et une vitesse de soudage élevée. Cependant, le soudage au laser des alliages d'aluminium présente certaines difficultés techniques.
Description détaillée du schéma de soudage au laser pour le panneau de fuselage des gros avions de ligne
Dans les composants de soudage au laser de la longue poutrelle de la peau du fuselage du gros avion de ligne, la longueur d'une seule soudure peut être supérieure à 4 m. Dans le même temps, comme la peau et la longue poutrelle sont très fines, la stabilité du processus de soudage peut être efficacement maintenue par la production de soudage. L'une des clés du succès. Dans cette solution, deux faisceaux laser sont soudés simultanément des deux côtés de la face intérieure de la peau. Afin de maintenir l'intégrité de la peau extérieure, le processus de soudage ne peut pas pénétrer la peau et la structure en T n'a pas besoin de trop insister sur le rapport hauteur/largeur. La clé est de former un joint de soudure continu, sans défaut et à hautes performances. Par conséquent, il est nécessaire de maintenir la stabilité des petits trous et du bain de fusion pendant le soudage laser à pénétration profonde.
Elle est principalement considérée sous deux aspects : D'une part, du point de vue de la garantie de l'outillage et de l'équipement de soudage, il est nécessaire de maintenir un serrage et une focalisation et un centrage laser de haute précision, et de maintenir une répétition élevée dans le mouvement de l'outil. 3D Machine de soudage laser robotisée pour contrôler la tête de soudage. Précision de positionnement et précision de positionnement de la trajectoire, si nécessaire, utiliser un système de suivi approprié ; d'autre part, en raison de la bonne fluidité de l'alliage d'aluminium liquide, de la faible tension superficielle, de la faible stabilité du bain de fusion, en même temps, l'énergie d'ionisation de l'aluminium est faible et le processus de soudage est léger. Le plasma est sujet à la surchauffe et à la dilatation, ce qui entraîne également une mauvaise stabilité du soudage. Par conséquent, des recherches doivent être menées du point de vue de la métallurgie du soudage.
1. L'alliage d'aluminium présente une réflectivité de surface initiale très élevée pour les faisceaux laser (plus de 90% pour CO2 lasers et à proximité 80% pour les lasers YAG), ce qui nécessite une puissance laser plus importante avant la formation du bain de fusion ;
2. En raison de l'influence de multiples facteurs tels que la métallurgie et la technologie, le soudage laser des alliages d'aluminium est plus sujet aux pores ;
3. L'alliage d'aluminium est un alliage eutectique typique et il est plus sujet aux fissures à chaud dans les conditions de solidification rapide du soudage laser ;
4. L'adaptabilité de l'espace de soudage laser est faible et la précision d'assemblage de la soudure est élevée ;
5. L'alliage d'aluminium a un grand coefficient de dilatation linéaire, ce qui facilite la production de déformations de soudage ;
6. La conductivité thermique de l'alliage d'aluminium est grande, le temps de refroidissement est court et la réaction métallurgique du bain de fusion est insuffisante, ce qui est facile à provoquer des défauts ;
7. L'alliage d'aluminium liquide présente une bonne fluidité, une faible tension superficielle et une faible stabilité du bain de fusion.
La technologie de soudage au laser est la méthode la plus efficace pour souder les alliages d'aluminium dans la fabrication aérospatiale
La technologie de soudage au laser reste l'une des méthodes les plus efficaces pour le soudage des alliages d'aluminium dans le domaine aérospatial. Grâce à des expériences et des recherches continues, le soudage au laser a progressivement montré ses bonnes performances de processus et ses bonnes propriétés mécaniques après soudage. Par rapport au soudage TIG et au soudage MIG traditionnels, le soudage au laser présente les caractéristiques d'une qualité de soudage élevée, d'une grande précision et d'une vitesse rapide. C'est actuellement l'une des méthodes les plus rapides et les plus étudiées. Ces dernières années, de nombreux chercheurs scientifiques internationaux ont mené de nombreuses recherches sur le soudage au laser des alliages d'aluminium et ont progressivement mis au point une technologie de soudage au laser des alliages d'aluminium plus fiable.
Par rapport aux panneaux de paroi de fuselage rivetés traditionnels, les panneaux de paroi de fuselage soudés au laser ont des effets de réduction w8 évidents, peuvent améliorer les performances des pièces de connexion et présentent les avantages de réduire les coûts de fabrication et d'améliorer l'efficacité de la production. Cependant, les problèmes de concentration de contraintes et de déformation causés par le soudage au laser ne sont pas présents dans le processus de rivetage. Le processus de soudage au laser du panneau de fuselage d'un gros avion de ligne est un processus de soudage complexe avec une grande taille, une faible épaisseur et de multiples cordons de soudure, et son processus de déformation est très compliqué.
Soudure à la fusée
Le moteur est le cœur de la fusée et les conditions de travail difficiles imposent des exigences sévères à la structure du moteur-fusée. La zone du corps de la buse doit résister à l'impact et aux fortes vibrations du flux d'air de la flamme de queue, et la vitesse du jet à grande vitesse dépasse 4 Mach. La distance entre les couches intérieure et extérieure de la section d'extension de la buse n'est que de 1mm, qui est un double ciel de glace et de feu : le carburant à basse température en dessous de -100℃ s'écoule à l'intérieur de l'intercalaire, et les flammes de queue supersoniques au-dessus de 3000℃ à l'extérieur de l'intercalaire. L'intercalaire doit résister à des dizaines, voire des centaines, de chocs de pression atmosphérique et aux fortes vibrations qu'ils provoquent ; une série d'exigences strictes pose un énorme défi à la qualité du soudage des moteurs.
Robot de soudage laser pour le soudage de fusées
3D La machine de soudage laser robotisée présente de nombreux avantages en tant que méthode de soudage du corps du moteur-fusée et de l'extension de la buse. La section d'extension de buse de moteur-fusée traditionnelle est divisée en : type de refroidissement par régénération, type de refroidissement par rayonnement, type de refroidissement par échappement, type d'air froid par ablation. Le brasage sous vide est une méthode de soudage conventionnelle pour le sandwich des buses de refroidissement par régénération à rainures de fraisage. Cette méthode a une résistance de soudure moyenne et des procédures de fonctionnement compliquées. Le soudage doit être effectué dans un environnement sous vide. Il est difficile d'automatiser le processus de soudage et nécessite un niveau technique relativement élevé des opérateurs. Élevé, et le cycle de fabrication est long, et le coût de production est élevé. Après analyse et démonstration, le soudage au laser est le premier choix pour le soudage de la structure sandwich de la buse de refroidissement par régénération à rainures de fraisage. Il présente de nombreux avantages tels qu'un cycle de fabrication court, un degré élevé d'automatisation et de faibles exigences environnementales. Il peut raccourcir considérablement le cycle de développement de la buse du moteur-fusée (compressible à 1 heures), réduire le coût de fabrication de la buse, réduisant ainsi efficacement le coût de lancement de la fusée.
