3D ロボットレーザー溶接機 現在一般的に使用されている新しいタイプの溶接方法です。 3D ロボットレーザー溶接機は、「溶接作業台」と「溶接ロボットアーム」の2つの部分で構成されています。 3D レーザー溶接ロボットは、発射されたレーザービームを光ファイバーに結合し、平行ビームを使用して製品に焦点を合わせて連続溶接を実行します。溶接中の光の連続性により、溶接の実際の効果が強くなり、溶接シームがより洗練されて美しくなります。
3D ロボットレーザー溶接機は、溶接速度が速く、変形が少なく、気泡がないなどの実用的な効果を実現できます。同時に、溶接プロセス中に、 3D レーザー溶接ロボットは、製品のアクセスできない部分に非接触レーザー溶接を採用することができ、操作と使用においてより柔軟で便利です。さらに、溶接機には CCD カメラリアルタイム監視システムにより、溶接位置決めが向上します。精度により、溶接プロセス中の溶接スポットのエネルギー分布を簡単に観察でき、溶接製品の美しさが大幅に向上します。同時に、 3D ロボットレーザー溶接機は、企業が生産の自動化を実現するのにも役立ち、複数のレーザービームを同時に処理および生成して、製品の大量生産を実現することもできます。
航空機の溶接
従来のリベット胴体パネルの代わりに溶接一体型胴体パネルを使用すると、部品のw8を大幅に削減し、製造コストを削減し、生産効率を向上させることができるため、大型民間航空機製造技術の発展傾向の8つになっています。デュアルレーザービーム溶接は、スキンの長いトラス構造に対するwXNUMX削減効果がより顕著であると同時に、複雑な部品に対する空間アクセス性が向上するため、広く注目されています。現在、エアバスなどの航空宇宙製造会社は、多くのモデルにレーザー溶接一体型胴体パネルの製造技術を採用しています。しかし、一体型胴体パネルの溶接ベースの製造技術は、現代の民間航空機製造技術における困難のXNUMXつです。現在、大型旅客機の設計における胴体パネル用の新しいアルミニウム合金溶接技術は、製造性の点で独自の特徴を持っています。
航空機溶接用レーザー溶接ロボット
ロボットは、再現性が高く、信頼性が高く、応用範囲が広いため、さまざまな業界で使用されています。現在、航空宇宙製品の製造プロセスは依然として労働集約的で、手順が複雑で、作業環境が悪く、多数の工具固定具と手作業による製造が加わっています。自動化された生産能力の欠如は、武器や装備の信頼性と生産能力の向上を制限するボトルネックになっています。航空宇宙が活発に発展している時代に、航空宇宙製造企業による自動化された生産への産業用ロボットの適用は、企業の生産モデルの変革とアップグレード、および高度な機器製造能力の向上に大きな意義を持っています。溶接は、正式な航空宇宙製品の製造プロセスにおける重要なリンクです。ここで溶接ロボットが果たす役割は非常に重要です。
アルミニウム合金のレーザー溶接性の概要
1番目の誕生以来 レーザー溶接機 1960年代、レーザー溶接技術は急速に発展しました。1965年には厚膜部品の溶接用ルビーレーザー溶接機が開発されました。1974年には世界初の五軸レーザー加工機であるガントリーレーザー溶接機がフォードモーター社に製造されました。その後、米国のフォードモーター社はレーザー溶接生産ラインを開発しました。今日、溶接に使用できるレーザー発生器は、第1世代から進化しています。 CO2 ガスレーザーからYAG固体レーザー、最新のファイバーレーザーまで、レーザー溶接にはさまざまな種類があります。レーザー溶接の最大の利点は、エネルギーが集中しているため、溶接継手のアスペクト比が大きく、溶接変形が小さいことです。レーザービームの品質が継続的に向上するにつれて、レーザー溶接は現在、成熟した溶接方法となり、国民経済や国防建設のさまざまな分野で広く使用されています。
アルミニウム合金は、密度が低く、耐食性が良好で、耐疲労性が高く、比強度と比剛性が高く、航空機構造の理想的な材料です。近年、チタン合金や複合材料などの新素材が航空宇宙産業で広く注目されていますが、アルミニウムの豊富な資源、優れた性能、加工のしやすさ、低コストなどの一連の利点と、従来のアルミニウム合金の新しい熱処理の継続的な開発と新しいアルミニウム合金（アルミニウムリチウム合金など）の出現により、航空機構造へのアルミニウム合金の応用は、今後も長期間にわたってかけがえのない利点を持つことが予測されます。そのため、アルミニウム合金の溶接技術は重要な技術の鍵となっています。アルミニウム合金の航空部品を接続するためのレーザー溶接技術の使用は、溶接深さ対幅比が大きい、溶接熱影響部が小さい、溶接変形が小さい、溶接速度が速いなど、多くの利点があります。ただし、アルミニウム合金のレーザー溶接には技術的な困難があります。
大型旅客機胴体パネルのレーザー溶接方式の詳細な説明
大型旅客機の胴体外板の長いトラスのレーザー溶接部品では、4回の溶接の長さがXNUMXmを超える場合があります。同時に、外板と長いトラスは非常に薄いため、溶接生産によって溶接プロセスの安定性を効果的に維持できます。成功の鍵のXNUMXつです。このソリューションでは、デュアルレーザービームが外板の内側の両側に同時に溶接されます。外板の完全性を維持するために、溶接プロセスは外板を貫通できず、T字型構造はアスペクト比をあまり強調する必要はありません。重要なのは、連続的で欠陥のない高性能の溶接継手を形成することです。したがって、レーザー深浸透溶接中に小さな穴と溶融池の安定性を維持する必要があります。
主に2つの側面から検討されます。一方では、溶接ツールと機器の保証の観点から、高精度のクランプとレーザーのフォーカスとセンタリングを維持し、溶接機の動きを高い繰り返し精度で維持する必要があります。 3D ロボットレーザー溶接機は溶接ヘッドを制御します。位置決め精度と軌道位置決め精度は、必要に応じて適切な追跡システムを使用します。一方、液体アルミニウム合金の流動性は良好で、表面張力が低く、溶融池の安定性が悪いため、アルミニウムのイオン化エネルギーが低く、溶接プロセスが軽いです。プラズマは過熱や膨張を起こしやすく、溶接の安定性も悪くなります。そのため、溶接冶金の観点から研究を行う必要があります。
1. アルミニウム合金はレーザービームの初期表面反射率が非常に高い（ 90% の CO2 レーザーと近い 80% YAG レーザーの場合、溶融プールが形成されるまでに、より大きなレーザー出力が必要になります。
2. 冶金や技術などの複数の要因の影響により、アルミニウム合金のレーザー溶接では気孔が発生しやすくなります。
3. アルミニウム合金は典型的な共晶合金であり、レーザー溶接の急速凝固条件下では高温割れが発生しやすくなります。
4.レーザー溶接ギャップ適応性が小さく、溶接部の組み立て精度が高い。
5. アルミニウム合金は線膨張係数が大きいため、溶接変形が生じやすい。
6. アルミニウム合金の熱伝導率が大きく、冷却時間が短く、溶融池の冶金反応が不十分で、欠陥が発生しやすい。
7. 液体アルミニウム合金は流動性が良く、表面張力が低く、溶融池の安定性が悪い。
レーザー溶接技術は、航空宇宙製造におけるアルミニウム合金の溶接に最も効果的な方法です。
レーザー溶接技術は、航空宇宙分野でアルミニウム合金を溶接する最も効果的な方法の1つです。継続的な実験と研究により、レーザー溶接は徐々に優れたプロセス性能と溶接後の機械的特性を示しました。従来のTIG溶接やMIG溶接と比較して、レーザー溶接は溶接品質が高く、精度が高く、速度が速いという特徴があります。現在、最も急速に開発され、最も研究されている方法の1つです。近年、多くの国際的な科学研究者がアルミニウム合金レーザー溶接について多くの研究を行い、徐々により信頼性の高いアルミニウム合金レーザー溶接技術を形成してきました。
従来のリベット胴体壁パネルと比較して、レーザー溶接胴体壁パネルは明らかなW8削減効果があり、接続部品の性能を向上させることができ、製造コストを削減し、生産効率を向上させるという利点があります。ただし、レーザー溶接によって引き起こされる応力集中と変形の問題は、リベットプロセスには存在しません。大型旅客機の胴体パネルのレーザー溶接プロセスは、サイズが大きく、厚さが薄く、溶接シームが複数ある複雑な溶接プロセスであり、その変形プロセスは非常に複雑です。
ロケット溶接
エンジンはロケットの心臓部であり、過酷な作業条件はロケットエンジンの構造に厳しい要求を課しています。ノズル本体部分は尾炎気流の衝撃と強い振動に耐える必要があり、高速ジェット速度はマッハ4を超えます。ノズル延長部の内層と外層の間の距離はわずか 1mmは氷と火の二重の空です。中間層の内側には-100℃以下の低温燃料が流れ、中間層の外側には3000℃以上の超音速尾炎が流れます。中間層は数十、数百の大気圧衝撃とそれによって引き起こされる強い振動に耐える必要があります。一連の厳しい要件は、エンジン溶接の品質に大きな課題をもたらします。
ロケット溶接用レーザー溶接ロボット
3D ロボットレーザー溶接機は、ロケットエンジン本体とノズル延長部の溶接方法として多くの利点があります。従来のロケットエンジンノズル延長部は、再生冷却型、放射冷却型、排気冷却型、アブレーション冷風型に分かれています。真空ろう付けは、フライス溝再生冷却ノズルのサンドイッチの従来の溶接方法です。この方法は、溶接強度が平均的で、操作手順が複雑です。溶接は真空環境で実行する必要があります。溶接プロセスの自動化は難しく、オペレーターの技術レベルが比較的高く、製造サイクルが長く、生産コストが高くなります。分析と実証の結果、レーザー溶接は、フライス溝再生冷却ノズルのサンドイッチ構造の溶接の第一選択です。製造サイクルが短い、自動化の度合いが高い、環境要件が低いなど、多くの利点があります。ロケットエンジンノズルの開発サイクルを大幅に短縮し（1時間に圧縮可能）、ノズルの製造コストを削減し、ロケット打ち上げコストを効果的に削減できます。
