Ar gali purslams atsparus fluoropolimeras padengtas aliuminio lakštai apsaugoti suvirinimo automatinius korpusus nuo šlako?

Didelės apimties automobilių baltos spalvos kėbulo (BIW) linijose, sunkiosios įrangos gamyboje ir konstrukcinio plieno robotų gamybos ląstelėse 6 ašių šarnyriniai robotai su didelio srovės stiprio GMAW (MIG/MAG), lankiniu suvirinimu su srautu (FCAW) ir kelių kilovatų pluošto lazerinio suvirinimo galvutėmis veikia visą parą. Nepertraukiamo lanko veikimo metu suvirinimo procesai generuoja intensyvią šilumą, UV spinduliuotę ir dideliu greičiu išsilydžiusius purslus – perkaitintus metalo rutuliukus ir šlako lašelius, išsiskiriančius 1200–1600°C temperatūroje.

Robotų elementų kūrėjai, įrankių inžinieriai ir techninės priežiūros direktoriai susiduria su nuolatiniu techninės priežiūros iššūkiu: suvirinimo šlako kaupimasis, sukibimas ir priešgaisrinės saugos pablogėjimas vidaus aptvarų sienose ir modulinėse saugos kabinose.

Aptvaruose turi būti intensyvus lanko blyksnis, blokuoti skraidantį šlaką ir išlaikyti fizinį perimetro saugumą. Tačiau įprastos gaubtų medžiagos sukuria nuolatinius priežiūros ir saugos įsipareigojimus:

Plikas arba cinkuotas anglies plieno lakštai: nors struktūriškai tvirtas, plikas plienas turi didelį afinitetą išlydyto plieno lašeliams. Aukštos temperatūros šlako lašai prisivirina tiesiai prie plieninės sienelės. Per gamybos savaites šie kaupimosi mazgai susilieja į sunkias šlako inkrustacijas, dėl kurių techninės priežiūros technikai turi praleisti valandas rankiniu būdu kaldami, šlifuodami ir gramdydami plokštes, o tai sugadins lakštą ir kelia pavojų susižaloti darbuotojams.

Standartinės pramoninės miltelinės dangos: standartinės poliesterio arba epoksidinės miltelių dangos dega ir karbonizuojasi, kai patenka į išlydyto šlako lašelius. Aukštos temperatūros lašeliai išsilydo tiesiai per organinės polimerinės plėvelę, sukeldami vietinį nudegimą, pūslių susidarymą ir degiųjų dujų išsiskyrimą. Per kelis mėnesius gaubto sienos apanglėja, tampa negražios ir gali rūdyti po plėvele.

Sunkiosios plieninės akustinės ir izoliuotos plokštės: Konstrukcinės plieno plokštės padidina modulinių saugos gaubtų dedvorį. Sunkioms perimetro plokštėms reikalingas sustiprintas grindų inkaras, lėtėja lauko įrengimas ir roboto perkonfigūravimas bei padidėja krovinių vežimo išlaidos.

Aptaškams atsparus fluoropolimeru dengtas aliuminio lakštas (pvz. 5052-H32 arba 5754-H22) yra modernus, suprojektuotas sprendimas suvirinimo robotams korpusams. Sujungus didelio stiprumo nedegią aliuminio ir magnio lydinio šerdį su gamykloje sukietinta, susietu fluoropolimeru ( PVDF / FEVE ) matrica, praturtinta keraminėmis šiluminės izoliacijos mikrodalelėmis, šis specializuotas lakštas neleidžia išsilydytiems sienelėms ir šlakams susidaryti. akimirksniu pašalina rankinio šlifavimo prastovos laiką ir sumažina korpuso plokštės svorį daugiau nei 60%, palyginti su konstrukciniu plienu.

Konstrukcinės aliuminio lydinys didelės apkrovos suvirinimo korpusams

Automatizuotoms robotizuotoms suvirinimo ląstelėms reikia vidinių gaubtų sienų, kuriose derinamas lenkiamasis standumas, šilumos laidumas ir lengvas moduliškumas:

Didelio našumo 5052-H32 ir 5754-H22 substratai: kuriuose yra nuo 2,2 % iki 3,6 % magnio, šie grūdinto aliuminio lydiniai užtikrina sertifikuotą takumo ribą nuo 160 MPa iki 215 MPa. Tai užtikrina, kad didelio formato sienų plokštės (iki 1 500 mm × 3 000 mm) atsparios alyvos konservavimui, mechaniniams įlenkimams dėl kraunančių krautuvų ir pneumatiniams gnybtų smūgiams.

Greitas šilumos išsklaidymas sienų paviršiuose: aliuminio šilumos laidumo koeficientas yra nuo 138 W/m·K iki 150 W/m·K – daugiau nei tris kartus didesnis nei anglinio plieno. Kai į lakštą patenka aukštos temperatūros šlako lašeliai, aliuminio šerdis greitai atitraukia šilumą nuo kontaktinio taško, pagreitindama lašelių kietėjimą, kol danga nepasiekia terminio skilimo ribos.

Modulinio korpuso dedvasis pjovimas: tik 2,68 g/cm³ tankis, palyginti su plieno 7,85 g/cm³, aliuminio korpuso danga sumažina konstrukcinės plokštės svorį daugiau nei 60%. Tai įgalina greitą modulinį surinkimą, supaprastina montavimą be krano ir leidžia ant stogo montuojamiems dūmų ištraukimo gaubtams aprėpti platesnes erdves be centrinės atramos nukrypimo.

Aptaškams atsparus fluoropolimeras ir nanokeraminės dangos architektūra

Standartiniai epoksidiniai ir poliesterio dažai susiaurėja ir išsilydo susilietus su išlydytu šlaku. Nuolatiniai gamykliniai voleliu tepami fluorpolimerai naudoja pažangią šiluminio barjero nanotechnologiją:

Polivinilideno fluoridas ( PVDF ) / FEVE dervos matrica: naudojamos didelės molekulinės masės fluorpolimerinės dervos (sudėtyje yra 70 % Kynar 500 / Hylar 5000 PVDF arba pažangiosios fluoroetileno cheminės sudėtinės karbonatinės vinilo eterinės lentelės. ryšių struktūra. CF jungties jungties energija viršija 485 kJ/mol, todėl užtikrina visišką šiluminį stabilumą prieš trumpalaikius šlako smūgius ir atsparumą intensyviam lanko sukeltam ultravioletinių spindulių skilimui.

Neorganiniai-keraminiai terminio smūgio priedai: Fluoropolimerinė derva užpilama submikroniniu silicio dioksidu, cirkonio oksidu ir keraminėmis mikrosferomis. Šios keraminės dalelės veikia kaip mikroskopiniai šilumos izoliatoriai, sukuriantys mikro tekstūros paviršių, kuris sumažina tikrąjį kontaktinio paviršiaus plotą tarp išlydyto metalo lašelių ir polimero rišiklio.

Mažos paviršiaus energijos ir nesudrėkimo sąsaja: sukietėjusio fluoropolimero viršutinio sluoksnio paviršiaus energija yra mažesnė nei 18–22 mN/m. Skystas plienas ir išlydytas srauto šlakas negali sušlapti ar prilipti prie šio nepoliarinio paviršiaus; Vietoj to, paviršiaus įtempimas priverčia lašelį į sferinį rutuliuką, kuris akimirksniu atvėsta ir nukrenta į gaubto surinkimo dėklą.

Techninis patvirtinimas ir praktinis atlikimas

Robotinio suvirinimo elementų ekonomika ir didelio našumo korpuso IG

DUK

1 klausimas: Ar fluoropolimero danga tikrai gali atlaikyti išsilydžiusių suvirinimo siūlių purslus, viršijančius 1200 °C?

A: Taip, nes suvirinimo purslų lašeliai turi mažą šiluminę masę. Nors lašelis išsilydo, kai išeina iš lanko, fluoropolimero dangoje esančių keraminių mikrodalelių ir didelio aliuminio pagrindo šilumos laidumo derinys (140 W/m·K) akimirksniu atitraukia šilumą nuo lašelio. Kontaktinė sąsaja niekada neviršija fluoropolimero dervos šiluminių ribų, neleidžiant lašeliui išsilydyti arba prisivirinti prie plokštės.

2 klausimas: kodėl išlydytas šlakas prilimpa prie pliko, bet atsimuša nuo fluoropolimeru padengto aliuminio?

A: plienas ir išlydytas suvirinimo šlakas turi bendrą metalurginį giminingumą; kai karštas geležies šlakas paliečia plieną, jis mikrosuvirina tiesiai prie sienos. Fluoropolimerinės dangos ( PVDF / FEVE ) turi labai mažą laisvąją paviršiaus energiją (18–22 mN/m) ir neturi cheminio giminingumo išlydytai geležiai. Skysto šlako lašelis negali sudrėkinti paviršiaus ir dėl savo paties paviršiaus įtempimo yra priverčiamas į sferinį rutuliuką, kuris atvėsta ir nukrenta veikiamas gravitacijos.

3 klausimas: ar intensyvi UV spinduliuotė iš suvirinimo lankų pablogina fluoropolimero dangą?

A: Ne. Standartiniai poliesterio ir poliuretaniniai dažai suyra ir kreida veikiami intensyvios ultravioletinės C (UV-C) spinduliuotės, kurią sukuria didelės srovės suvirinimo lankai. Fluoropolimeruose yra anglies-fluoro (CF) cheminių jungčių, kurios yra nepralaidžios UV spinduliams. Danga išlaiko mechaninį sukibimą, spalvą ir purslų išsiskyrimą per dešimtmečius nuolatinio lanko poveikio.

4 klausimas: kaip aliuminio plokščių naudojimas sumažina bendrą roboto suvirinimo elemento kainą?

A: Aliuminis yra trečdalis plieno svorio. Naudojant 5052 aliuminį, korpuso sienų svoris sumažinamas 60 %, todėl elementų statytojai gali naudoti lengvesnius modulinius aliuminio rėmų išspaudimus, panaikinti viršutinio krano įrengimo reikalavimus ir sumažinti grindų inkaro specifikacijas. Be to, panaikinus įprastą rankinį šlako skaldymą, per metus sutaupoma šimtai priežiūros darbo valandų.

5 klausimas: ar iš anksto padengtą fluoropolimero aliuminio lakštą galima kirpti ir sulenkti be įtrūkimų?

A: Taip. Gamykloje padengti 5052-H32 ir 5754-H22 lakštai yra sukurti taip, kad būtų labai plastiški. Lanksti fluoropolimero danga sklandžiai pailgėja kartu su aliuminio pagrindu CNC kirpimo, perforavimo ir presavimo stabdžių flanšų metu. Korpuso tvirtinimo briaunelės ir standumo flanšai gali būti sulenkti iki 1T iki 2T lenkimo spinduliu, kai dažai nėra mikroįtrūkę, nesutrūkę arba nepraranda sukibimo.

Sprendimas dėl pirkimo ir seminaro įgyvendinimo planas

Siekdamos užtikrinti, kad suvirinimo robotų gaubtai pasiektų sertifikuotą apsaugą nuo purslų , šilumos barjero ilgaamžiškumą ir mažai priežiūros reikalaujantį modulinį surinkimą, inžinierių ir pirkimo komandos turėtų vadovautis šiuo vykdymo planu:

taikymas Ribos ir pagrindo pasirinkimas: nurodykite sertifikuotą 5052-H32 arba 5754-H22 iš anksto padengtą aliuminio lakštą (storis nuo 1,5 mm iki 2,5 mm) visoms suvirinimo perimetro plokštėms, dūmų ištraukimo gaubtams, prieigos durų apmušalams ir sunkiai šukuojantiems anglies plieniniams plastikams.

Šerdies dangos specifikacija ir terminiai įpareigojimai: privalomi pirkimo dokumentai, reikalaujantys gamykloje voleliu padengtų 70 % PVDF arba FEVE fluoropolimerų sistemų, kurių sertifikuotas sausos plėvelės storis yra nuo 28 µm iki 35 µm, sertifikuota A klasės nedegumas (EN]-1 t403 ASTM ASTM D3359 5B kryžminio liuko sukibimas ir dokumentuotas nepridegantis veikimas esant tiesioginiam GMAW šlakui.

Dirbtuvių gamybos ir tvirtinimo gairės: kirpimas ir CNC perforavimas naudojant aštrius karbido įrankius su perforavimo tarpais, nustatytais nuo 7% iki 9% metalo storio; montuoti plokštes į konstrukcinius ekstruzinio aliuminio arba vamzdinio plieno rėmus, naudojant nerūdijančio plieno tvirtinimo detales su EPDM izoliacinėmis poveržlėmis, kad būtų išvengta galvaninės korozijos; ir įžeminkite visas plokštes į elemento elektros įžeminimą, kad būtų išvengta elektrostatinių dulkių pritraukimo.