Analyse complète des matériaux adaptés aux robots de soudage industriels

En tant qu'équipement de base dans la fabrication intelligente, les robots de soudage industriels ont été largement utilisés dans divers domaines tels que l'automobile, les machines d'ingénierie, l'aérospatiale, etc. en raison de leurs avantages de haute précision, de haute stabilité et de haute efficacité. Les matériaux de soudage applicables couvrent les principales catégories de matériaux métalliques, et l'adaptabilité spécifique doit être évaluée de manière exhaustive en fonction des caractéristiques des matériaux, des processus de soudage et des configurations du robot.
1, matériaux métalliques noirs (domaines d'application principaux)
Le métal noir est à base de fer et ses caractéristiques de soudage sont déterminées par les différences de teneur en carbone et d'éléments d'alliage. C’est la cible principale des robots de soudage industriels.
1. Acier à faible teneur en carbone (y compris Q235, SPHC, etc.)
Caractéristiques du matériau : teneur en carbone inférieure ou égale à 0,25 %, excellente soudabilité, conductivité thermique modérée, point de fusion d'environ 1450-1550 degrés, faible coût, résistance répondant aux exigences des structures générales.
Procédé de soudage approprié :
Soudage sous protection gazeuse avec électrode de fusion (MIG/MAG) : le processus le plus couramment utilisé, dans lequel les robots réalisent un soudage efficace grâce à une alimentation continue en fil, adapté à l'épissage de plaques épaisses et à l'assemblage de composants (tels que les châssis de machines de construction et les châssis automobiles).
Soudage par points : pour les connexions de plaques minces (telles que les revêtements de carrosserie de voiture), les robots réalisent un soudage par points rapide grâce à un contrôle des points à haute-fréquence et haute-précision, avec une efficacité de soudage 3 à 5 fois supérieure à celle du travail manuel.
Soudage TIG : adapté aux soudures bout à bout de haute-précision (telles que les pipelines et les pièces mécaniques de précision), le robot peut contrôler avec précision la longueur de l'arc et la vitesse de soudage pour garantir une formation uniforme de la soudure.
Applications typiques : carrosserie automobile, conteneur, usine de structures en acier, banc de machine-outil, etc.
2. Acier faiblement allié (y compris Q355, 40Cr, 16Mn, etc.)
Caractéristiques du matériau : Teneur en carbone inférieure ou égale à 0,2 %, éléments d'alliage ajoutés tels que Mn, Si, Cr, etc., avec une résistance supérieure à celle de l'acier à faible teneur en carbone, une bonne soudabilité, mais l'apport de chaleur doit être contrôlé pendant le soudage pour éviter les fissures à froid.
Procédé de soudage approprié :
Soudage MAG (protection riche en argon) : Grâce à l'utilisation d'un mélange de protection contre les gaz argon et dioxyde de carbone, l'oxydation du cordon de soudure est réduite et la résistance aux fissures est améliorée. Il convient au soudage de plaques épaisses (telles que les bras robotiques d'ingénierie et les récipients sous pression).
Applications typiques : engins de construction, appareils sous pression, construction navale, tours d'éoliennes, etc.
3. Acier inoxydable (y compris les séries 304, 316, 321, etc.)
Caractéristiques du matériau : contient du Cr supérieur ou égal à 10,5 %, du Ni et d'autres éléments, résistant à la corrosion-résistant aux hautes-résistants aux températures, mauvaise conductivité thermique (environ 1/3 de l'acier à faible teneur en carbone), sujet à la corrosion intergranulaire et aux fissures à chaud pendant le soudage.
Procédé de soudage approprié :
Soudage TIG (soudage à l'arc sous argon) : procédé le plus couramment utilisé, dans lequel le robot contrôle précisément l'apport de chaleur (faible courant, soudage rapide) pour réduire la surchauffe du métal d'apport et éviter la corrosion intergranulaire. Il convient aux plaques minces et aux composants de précision (tels que les tuyaux en acier inoxydable et les équipements médicaux).
Soudage MIG (mode impulsionnel) : utilisant un courant pulsé au lieu du courant continu pour réduire la chaleur de soudage et les éclaboussures, adapté au soudage de plaques d'épaisseur moyenne (telles que les réservoirs de stockage en acier inoxydable et les équipements chimiques), le robot peut compenser la déformation du soudage grâce au système de suivi des joints de soudure.
-* * Applications typiques * * : équipements chimiques, machines alimentaires, dispositifs médicaux, composants aérospatiaux, etc.
2, matériaux métalliques non ferreux (champ d'application de haute -précision)
Les métaux non ferreux ont une faible densité, une forte conductivité/conductivité thermique et sont plus difficiles à souder que les métaux noirs, ce qui nécessite une configuration de robot spécialisée et une optimisation des processus.
1. Alliage d'aluminium (y compris les séries 6061, 5052, 7075, etc.)
Caractéristiques du matériau : la densité n'est que d'un-tiers de l'acier, le rapport résistance/poids est élevé, la conductivité thermique est extrêmement forte (environ trois fois celle de l'acier à faible teneur en carbone), le point de fusion est bas (environ 660 degrés) et il est sujet à l'oxydation pendant le soudage (générant un film d'oxyde d'Al ₂ O ∝), de porosité et de fissuration à chaud.
Procédé de soudage approprié :
Soudage MIG (protection contre le gaz argon + fil de soudage spécialisé en aluminium) : le robot doit être équipé d'une machine d'alimentation en fil de soudage en aluminium avec une stabilité d'alimentation en fil élevée (pour éviter l'adhérence du fil), utilisant un soudage à courant élevé et à l'arc court pour percer rapidement le film d'oxyde, adapté au soudage de plaques moyennes et épaisses (telles que les moyeux de roues automobiles et les composants structurels aérospatiaux).
Soudage TIG (mode AC) : le courant alternatif peut endommager le film d'oxyde grâce à l'effet de « nettoyage cathodique », adapté aux plaques fines et aux composants de précision (tels que les portes et fenêtres en alliage d'aluminium, les boîtiers d'équipements électroniques). Le robot doit contrôler la stabilité de l'arc pour éviter de le brûler.
Applications typiques : construction automobile (carrosserie légère, moyeu de roue), aérospatiale (ailes d'avion, cadre de fuselage), carrosserie ferroviaire à grande vitesse, équipements électroniques, etc.
2. Cuivre et alliages de cuivre (y compris le cuivre violet, le laiton et le bronze)
Caractéristiques du matériau : forte conductivité électrique et thermique (le cuivre a une conductivité thermique 5 fois supérieure à celle de l'acier à faible teneur en carbone), point de fusion élevé (cuivre 1083 degrés), perte de chaleur facile pendant le soudage et tendance à une fusion et une porosité incomplètes. Le soudage du laiton libère également des vapeurs de zinc (toxiques).
Procédé de soudage approprié :
Soudage TIG (protection mixte argon+hélium) : l'hélium peut augmenter la température de l'arc, compenser la conductivité thermique élevée du cuivre et convient au soudage de plaques minces de cuivre (telles que des composants électriques et des pipelines). Le robot doit utiliser un courant élevé et une vitesse de soudage lente pour assurer l’apport de chaleur.
Soudage MIG (mode impulsionnel + fil de soudage en cuivre spécialisé) : adapté au soudage de plaques de laiton et de bronze d'épaisseur moyenne (telles que des vannes et des échangeurs de chaleur), les robots coopèrent avec des systèmes de purification de fumée pour traiter la vapeur de zinc et éviter la pollution de l'environnement.
Avec les progrès continus de la technologie robotique, des procédés de soudage et de la science des matériaux, la gamme de matériaux applicables aux robots de soudage industriels continuera de s'élargir. À l'avenir, leurs applications dans le soudage de matériaux spéciaux, la connexion de matériaux composites et d'autres domaines seront plus étendues, offrant ainsi un support technique plus solide pour la fabrication intelligente.