Chì sò e tecnulugie di saldatura avanzate?

Chì sò e tecnulugie di saldatura avanzate?

(1) Saldatura ibrida à arcu laser

A tecnulugia di trasfurmazione di fasci d'alta energia hè salutata cum'è a tecnulugia di trasfurmazione più promettente di u XXI seculu, si crede chì "purterà cambiamenti rivoluzionarii à a tecnulugia di trasfurmazione di i materiali è di fabricazione", è hè attualmente u campu tecnicu in più rapida crescita è più ricercatu.

U sviluppu diapparecchiature di saldaturaVersu a grande scala hà dui significati: unu hè l'aumentu di a putenza di l'equipaggiu, è l'altru hè l'allargamentu di e parti saldate da l'equipaggiu. A causa di l'investimentu unicu elevatu in equipaghji di saldatura avanzati, in particulare a saldatura laser è l'equipaggiu di saldatura à fasciu elettronicu, l'aumentu di a putenza, u miglioramentu di a prufundità di penetrazione è a stabilità di u prucessu di saldatura ponu riduce relativamente i costi di saldatura, rendendulu accettabile per l'industria. Dunque, a tecnulugia di saldatura ibrida centrata nantu à i laser hà attiratu l'attenzione. In fatti, a saldatura ibrida laser-arcu hè stata pruposta digià in l'anni 1970, ma applicazioni industriali stabili sò emerse solu in l'ultimi anni, benefiziendu principalmente di u sviluppu di a tecnulugia laser è di l'equipaggiu di saldatura à arcu, in particulare u miglioramentu di a putenza laser è di a tecnulugia di cuntrollu di l'arcu. L'ibridu laser-arcu implica principalmente a cumbinazione di laser cù arcu di gas inerte di tungstenu (TIG), arcu di plasma è arcu attivu. Attraversu l'interazione trà laser è arcu, i difetti di ogni metudu di saldatura ponu esse superati, risultendu in un bon effettu ibridu.

A saldatura ibrida laser-arcu migliora significativamente l'efficienza di a saldatura, principalmente basata annantu à dui effetti: prima, l'alta densità energetica porta à una velocità di saldatura più elevata è una perdita di calore ridotta di a pezza; secondu, l'effettu di superposizione di l'interazione trà e duie fonti di calore. Quandu si salda l'acciaiu, u plasma laser stabilizza l'arcu; à u listessu tempu, l'arcu entra in u bucu di a serratura di u bagnu fusu, riducendu a perdita di energia. A cumbinazione di laser è TIG pò aumentà significativamente a velocità di saldatura, circa u doppiu di quella di a saldatura TIG. L'usura di l'elettrodu di tungstenu hè ancu assai ridutta, aumentendu a so durata di serviziu; l'angulu di a scanalatura pò ancu esse significativamente riduttu, è l'area di a sezione trasversale di a saldatura hè simile à quella di a saldatura laser. In paragone cù a saldatura ibrida laser-arcu unicu, a saldatura ibrida laser-doppiu arcu pò riduce l'apportu di calore di saldatura di u 25% è aumentà a velocità di saldatura di circa u 30%.

I principali vantaghji di a saldatura ibrida laser-arcu (o arcu plasma) sò una velocità di saldatura migliorata è una prufundità di penetrazione. A causa di u riscaldamentu à l'arcu, a temperatura di u metallu aumenta, riducendu a riflettività di u metallu à u laser è aumentendu l'assorbimentu di l'energia luminosa. Stu metudu hè statu testatu nantu à a saldatura laser CO₂ di bassa putenza, è ancu nantu à a saldatura laser CO₂ di 12 kW è i laser YAG di 2 kW cù trasmissione in fibra ottica, ponendu e basi per a saldatura ibrida robotica laser-arcu (o arcu plasma). In l'ultimi anni, a tecnulugia di saldatura ibrida nata da l'ibrida laser-arcu hà ottenutu un sviluppu significativu, è a so applicazione in cumpunenti cumplessi in i settori aerospaziale, militare è altri hà ricevutu una attenzione crescente. Attualmente, a tecnulugia di saldatura ibrida chì combina fasci ad alta energia cù archi diversi hè diventata unu di i punti caldi in u campu di a saldatura à fasci ad alta energia.

(2) Saldatura per attritu-agitazione

A saldatura per attritu (FSW) hè una tecnulugia di saldatura brevettata sviluppata da u Welding Institute (TWI) di u Regnu Unitu à l'iniziu di l'anni 1990. Pò saldà metalli non ferrosi chì sò difficiuli da saldà cù i metudi di saldatura à fusione.

A saldatura per attritu hà vantaghji cum'è un prucessu di giunzione simplice, grani fini in a giunzione saldata, bone prestazioni di fatica, prestazioni di trazione è prestazioni di flessione, nisuna necessità di fili di saldatura o gas di prutezzione, nisuna luce d'arcu, è bassa tensione residuale è deformazione dopu a saldatura. Hè stata applicata in l'industria aerospaziale di i paesi sviluppati in Europa è America, è hè stata aduprata cù successu in a saldatura di recipienti à pressione à pareti sottili in lega d'aluminiu chì travaglianu à basse temperature, cumpletendu a giunzione di testa dritta di saldature longitudinali è a giunzione di testa circunferenziale di saldature circulari. Sta tecnulugia hè stata aduttata in u novu disignu strutturale di novi veiculi è applicata in l'aerospaziale, i trasporti, a fabricazione automobilistica è altri settori industriali.

(3) Saldatura à diffusione di u vuoto

L'emergenza cuntinua di materiali avanzati pone novi sfide per e tecnulugie di giunzione. L'unione di parechji novi materiali, cum'è leghe resistenti à u calore, ceramiche high-tech, cumposti intermetallici è materiali cumposti, in particulare l'unione di materiali dissimili, hè difficiule da ottene cù i metudi di saldatura à fusione cunvinziunali, dunque sò emerse tecnulugie di ligame à diffusione à statu solidu è altre tecnulugie. Per esempiu, a tecnulugia di saldatura à diffusione di furmazione superplastica hè stata applicata cù successu in strutture à favu di lega di titaniu di l'aeromobili. A ceramica è i metalli ponu esse uniti per saldatura à diffusione; l'applicazione di a tecnulugia di saldatura à diffusione in fase liquida transitoria hà risoltu parechji prublemi di giunzione difficili di materiali duri chì ùn pudianu esse risolti dasaldatura à fusionein u passatu.

L'assemblaggio à statu solidu pò esse divisu in duie categurie. Una hè u metudu d'assemblaggio cù bassa temperatura, alta pressione è cortu tempu, chì prumove un cuntattu strettu di a superficia di a pezza è a rottura di u film d'ossidu per via di a deformazione plastica lucale. A deformazione plastica hè u fattore dominante in a furmazione di l'assemblaggio. Tali metudi d'assemblaggio includenusaldatura à frizione, saldatura à splusione, saldatura à pressione fredda è saldatura à pressione calda, chì sò generalmente chjamate saldatura à pressione. L'altru hè u metudu di ligame per diffusione cù alta temperatura, bassa pressione è tempu relativamente longu, generalmente realizatu in una atmosfera protettiva o in u vacuum. Stu metudu di unione produce solu una deformazione plastica minima, è a diffusione di l'interfaccia hè u fattore dominante in a furmazione di a giunzione. Tali metudi di unione includenu principalmente a saldatura à diffusione, cum'è a saldatura à diffusione in u vacuum, a saldatura à diffusione in fase liquida transitoria, a saldatura à diffusione à pressatura isostatica calda è a saldatura à diffusione di furmazione superplastica.

In più di l'emergenza cuntinua di metudi di saldatura avanzati è novi prucessi (quelli sopra sò solu uni pochi di esempi), u livellu di meccanizazione è automatizazione di vari metudi di saldatura hè in costante migliurazione. U prugressu di a tecnulugia elettronica, a tecnulugia di rilevamentu, l'informatica è a tecnulugia di cuntrollu hà prumuvutu assai u sviluppu di a disciplina di a saldatura, facendu chì l'automatizazione di a saldatura si move versu un cuntrollu intelligente. In particulare, l'introduzione à grande scala di robot di saldatura hà rottu u modu tradiziunale di automatizazione rigida di a saldatura, hà apertu un novu modu di automatizazione flessibile in a saldatura è hà furnitu un spaziu di sviluppu più largu per a tecnulugia di saldatura. A saldatura hè diventata un metudu di trasfurmazione indispensabile in a fabricazione muderna. Inoltre, cù u prugressu di a scienza è di a tecnulugia è u sviluppu suciale è ecunomicu, i campi d'applicazione di a saldatura/ghjunzione avanzata continueranu à espansione.

(4) Saldatura automatizata è intelligente

A meccanizazione è l'automatizazione sò mezi impurtanti per migliurà a produttività di a saldatura, assicurà a qualità di i prudutti è migliurà e cundizioni di travagliu. L'automatizazione di a pruduzzione di saldatura hè a futura direzzione di sviluppu di a tecnulugia di saldatura. U miglioramentu di l'efficienza è di a qualità di a pruduzzione di saldatura hà certe limitazioni solu da a perspettiva di i prucessi di saldatura. I metudi di saldatura/ghjunzione cum'è a saldatura à fasciu elettronicu, a saldatura laser è a saldatura per attritu anu esigenze strette nantu à a geometria di a scanalatura è a qualità di l'assemblea. Dopu a saldatura automatica, tutta a struttura saldata hè pulita, precisa è bella, cambiendu u fenomenu inversu di l'operazione manuale in i laboratori di saldatura in u passatu.

Cum'è unu di i simbuli impurtanti di u sviluppu di a tecnulugia di fabricazione muderna è di una industria tecnologica emergente, i robot anu avutu un impattu impurtante nantu à diversi campi di l'industrie high-tech. A cumplessità di i prucessi di fabricazione di saldatura è i requisiti stretti per a qualità di a saldatura, accumpagnati da u livellu di tecnulugia di saldatura è e cundizioni di travagliu spessu scarse, facenu chì i prucessi di saldatura chì ponu automatizà è intelligentizà u prucessu di saldatura ricevenu una attenzione particulare. Attualmente, da u 30% à u 40% di i robot in u mondu sò aduprati in a tecnulugia di saldatura. I robot di saldatura eranu inizialmente applicati principalmente in linee di pruduzzione di saldatura à punti in l'industria automobilistica, è in l'ultimi anni, si sò gradualmente allargati à altri campi di pruduzzione.

U primu focus di sviluppu disaldatura intelligentehè u sistema di visione. I sistemi di visione sviluppati attualmente ponu permette à i robot di mudificà automaticamente a traiettoria di u muvimentu di a torcia secondu e cundizioni specifiche durante a saldatura, è alcuni ponu aghjustà in tempu utile i parametri di u prucessu secondu a dimensione di a scanalatura.