Исследование технологии лазерной сварки корпусных деталей. Виды сварки. Описание имеющегося оборудования. Возможности лазерной сварки. Свариваемость используемого материала. Анализ сварочных швов. Технология изготовления детали методом лазерной сварки.
Аннотация к работе
К корпусным относят детали, которые обеспечивают взаимное расположение деталей узла и воспринимающие основные силы, действующие в механизме. Корпусные детали нередко имеют сложную форму, исходя из этого, их чаще получают методом литья (при крупносерийном или массовом производстве) или методом сварки (при единичном и мелкосерийном производстве). Для изготовления литейных заготовок корпусных деталей широко используют чугун, а при необходимости снижения массы машин используют легкие сплавы, например, алюминиевые [1]. Отсюда вытекает, что экономию материала наиболее вероятно получить совершенствованием конструкции корпусных деталей [2]. Широкое распространение корпусных деталей, их необходимость и востребованность, перспектива снижения трудоемкости изготовления, снижение производственной себестоимости за счет снижения нормы расхода материала, решение об использовании лазерной сварки там, где ранее она не применялась, - критерии актуальности данной выпускной квалификационной работы.Соединения подразделяют на разъемные и неразъемные. Разъемными называют соединения, разборка которых возможна без повреждения их составных частей. Соединения, которые не предназначены для разборки и, следовательно, их нельзя разъединить без повреждения или разрушения соединяемого элемента, называются неразъемными. При сварке могут использоваться различные источники энергии, например, электрическая дуга , электрический ток, газовое пламя, лазерное излучение , электронный луч, трение , ультразвук [3].К нему относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с применением тепловой энергии. Термомеханический класс: виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления - контактная, диффузионная, газо-и дугопрессовая, кузнечная и др. Ввиду того, что данная выпускная работа посвящена лазерной сварке, рассмотрим термический класс, в котором сварка осуществляется плавлением материала с использованием тепловой энергии в зоне сварки.При этом способе тепло для плавления получают от электрической дуги, возникающей в узком разрыве электрической цепи между сварочным электродом и изделием. Электрическое сопротивление этого зазора поднимает температуру до 4500 - 6000°С, в результате чего расплавляется конец электрода и участок детали, подлежащий соединению посредством сварки. После остывания металла получается сварочный шов, по прочности не уступающий основному металлу изделия. К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора (или сварочного агрегата , сварочного преобразователя , сварочного инвертора ) подводится электроэнергия . Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну , которая некоторое время находится в расплавленном состоянии.Газовая, или газоплавильная сварка, также газосварка - сварка плавлением с применением смеси кислорода и горючего газа , преимущественно ацетилена ; реже - водорода , пропана , бутана , блаугаза , бензина и т. д. Тепло, выделяющееся при горении смеси кислорода и горючего газа, оплавляет свариваемые поверхности и присадочный материал с образованием сварочной ванны - металла свариваемого шва, находящегося в жидком состоянии. Газовая сварка характеризуется плавным и медленным нагревом металла, что обусловливает основные области его применения для сварки: 1. стали толщиной 0,2-5 мм (с увеличением толщины металла, в связи с медленным нагревом, снижается производительность);Этот вид сварки в вакууме отличается рядом преимуществ: чистотой процесса, безынерционностью управления сварочным лучом, точным дозированием энергии при использовании импульсного режима, совмещением рабочего процесса и контроля, возможностью программируемого движения луча, выполнением в одной рабочей камере и нагрева, и сварки, и размерной обработки. Это единственный вид сварки, позволяющей осуществить практически все виды сварных швов, при этом в изделиях меньше проявляются термические напряжения и коробление. Однако проведение высококачественной электронно-лучевой сварки требует точной подгонки кромок деталей свариваемого изделия. Простота управления параметрами пучка во времени и пространстве позволяет реализовать как непрерывную, так и импульсную обработку; выполнять швы сложной конфигурации. Выбор режима сварки зависит от теплофизических свойств материалов, конструкции сварного соединения и требуемой геометрии зоны проплавления.Орбитальная сварка представляет собой специализированный способ сварки , при котором дуга механически поворачивается на 360 (180 градусов в двойной сварке) вокруг статической заготовки, представляющей собой такой предмет как труба или др. При орбитальной сварке с компьютерным управлением процесс выполняется с наименьшим вмешательством оператора. Орбитальная сварка применяется при сварке труб.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ВИДЫ СВАРКИ. ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА
1.1 Виды сварки
1.1.1 Дуговая сварка
1.1.2 Газовая сварка
1.1.3 Электронно-лучевая сварка
1.1.4 Орбитальная сварка
1.1.5 Термитная сварка
1.1.6 Плазменная сварка
1.1.7 Лазерная сварка
2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ВОЗМОЖНОСТИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ
2.1 Возможности лазерной сварки
2.2 Свариваемость дюралюминиевых сплавов
2.3 Оборудование для лазерной сварки
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. ВЫБОР ОБЪЕКТА И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ
3.1 Изготовление корпуса из кусковой заготовки
3.2 Изготовление корпуса с применение лазерной сварки
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. АНАЛИЗ СВАРНЫХ ШВОВ. ВЫБОР РЕЖИМА ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ
5.1 Техническое задание
5.2 Описание, назначение и конструкция детали
5.3 Технологический контроль
5.4 Анализ технологичности конструкции детали
5.5 Определение типа производства
5.6 Технологическая инструкция лазерной сварки
5.6.1 Назначение
5.6.2 Технические требования
5.7 Технологический процесс лазерной сварки на роботизированном технологическом комплексе
6. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ. ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ