{"id":31094,"date":"2024-10-08T09:09:09","date_gmt":"2024-10-08T09:09:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.harsle.com\/?p=31094"},"modified":"2025-03-12T08:27:25","modified_gmt":"2025-03-12T08:27:25","slug":"sheet-metal-design-in-laser-welding-box","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.harsle.com\/pt\/sheet-metal-design-in-laser-welding-box\/","title":{"rendered":"2 Segredos sobre a Aplica\u00e7\u00e3o do Design de Chapa Met\u00e1lica na Estrutura de Caixa de Soldagem a Laser"},"content":{"rendered":"

Na minha experi\u00eancia trabalhando com soldagem a laser<\/a> Ao trabalhar com estruturas de caixa, descobri alguns insights intrigantes sobre a aplica\u00e7\u00e3o do design de chapas met\u00e1licas. Embora muitos profissionais estejam familiarizados com os princ\u00edpios b\u00e1sicos de design, existem dois segredos que podem aumentar significativamente a efic\u00e1cia e a efici\u00eancia dessas aplica\u00e7\u00f5es. Compreender esses segredos me ajudou a aprimorar meus projetos e a obter melhores resultados de soldagem. Neste artigo, compartilharei esses dois segredos sobre a aplica\u00e7\u00e3o do design de chapas met\u00e1licas em estruturas de caixa de soldagem a laser, fornecendo dicas valiosas que podem elevar seus projetos a um novo patamar.<\/p>\n\n\n\n

Soldagem a laser<\/a> Apresenta as vantagens de alta velocidade, baixa deforma\u00e7\u00e3o, excelente costura de solda e alta resist\u00eancia. \u00c9 amplamente utilizado nas \u00e1reas de avia\u00e7\u00e3o, automotiva, m\u00e9dica e outras. Entre elas, a soldagem por autofus\u00e3o a laser \u00e9 um processo de soldagem sem contato, sem fio de solda, com diversos formatos de costura e excelente consist\u00eancia. Possui enorme potencial de aplica\u00e7\u00e3o na fabrica\u00e7\u00e3o de chapas met\u00e1licas. Este artigo foca na aplica\u00e7\u00e3o do projeto de chapas met\u00e1licas na soldagem a laser de estruturas de caixa com interface em esquadria de 45\u00b0 com flange.<\/p>\n\n\n\n

Projeto de chapa met\u00e1lica em estrutura de caixa de soldagem a laser<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

O material do corpo da caixa \u00e9 a\u00e7o inoxid\u00e1vel 304 com 1,5 mm de espessura e as dimens\u00f5es s\u00e3o 200 mm \u00d7 200 mm \u00d7 115 mm. O \u00e2ngulo de curvatura da caixa \u00e9 de 90\u00b0, 90\u00b0 e 80\u00b0 de baixo para cima. A estrutura da caixa \u00e9 mostrada na figura.\u00a0equipamento de corte a laser<\/a>\u00a0Para a estampagem do produto, utiliza-se a m\u00e1quina de corte a laser Trulaser 3040, o equipamento de dobra \u00e9 a m\u00e1quina de dobra BendCell 5130 e o equipamento de soldagem a laser \u00e9 a m\u00e1quina de soldagem a laser Trulaser Robot 5020. Os par\u00e2metros de soldagem a laser s\u00e3o mostrados na tabela.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
Processo de soldagem<\/td>Pot\u00eancia (W)<\/td>Velocidade (m\/min)<\/td>Desfocar (mm)<\/td><\/tr>
Soldagem t\u00e9rmica a laser<\/td>3000<\/td>1.8<\/td>10<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

No tradicional processo de soldagem<\/a> Para obter produtos de soldagem mais bonitos, geralmente \u00e9 necess\u00e1rio realizar um tratamento de retifica\u00e7\u00e3o e polimento ap\u00f3s a soldagem, utilizando estruturas de caixa de a\u00e7o inoxid\u00e1vel. O processo subsequente \u00e9 trabalhoso e demorado, e \u00e9 f\u00e1cil produzir deforma\u00e7\u00e3o e penetra\u00e7\u00e3o de solda durante o processo. No entanto, a soldagem a laser tem grande potencial de aplica\u00e7\u00e3o na \u00e1rea de soldagem de chapas met\u00e1licas devido \u00e0 sua alta velocidade de soldagem, baixa deforma\u00e7\u00e3o e belas costuras de solda.<\/p>\n\n\n\n

Entre eles, o equipamento de soldagem a laser Trulaser Robot 5020 (doravante TR5020) apresenta uma grande vantagem nas estruturas da caixa de soldagem. O TR5020 integra um sistema de foco autom\u00e1tico de alta precis\u00e3o em sua cabe\u00e7a de soldagem, permitindo alternar entre soldagem a laser de penetra\u00e7\u00e3o profunda e soldagem a laser por condutividade t\u00e9rmica a qualquer momento no mesmo procedimento de soldagem a laser, sem alterar a postura do rob\u00f4. <\/p>\n\n\n\n

Ao mesmo tempo, com a c\u00e2mera CCD de alta amplia\u00e7\u00e3o integrada ao cabe\u00e7ote de soldagem, a posi\u00e7\u00e3o do foco do laser pode ser ajustada com mais precis\u00e3o, garantindo excelente consist\u00eancia na costura de soldagem a laser. No entanto, como aplicar as vantagens da alta velocidade de soldagem a laser, estreita zona de soldagem afetada pelo calor, pequena deforma\u00e7\u00e3o e alta precis\u00e3o \u00e0 soldagem de estruturas de caixa tornou-se um problema urgente a ser resolvido.<\/p>\n\n\n\n

Na estrutura de caixa soldada de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, a solda de filete ocupa a maior parte de todo o processo de soldagem. Para obter uma costura de soldagem a laser arredondada, otimizamos a sobreposi\u00e7\u00e3o da soldagem tradicional, como mostrado, onde t \u00e9 a espessura da chapa, a \u00e9 a sobreposi\u00e7\u00e3o, b \u00e9 a posi\u00e7\u00e3o central do laser na se\u00e7\u00e3o transversal da placa e \u03b1 \u00e9 o \u00e2ngulo de inclina\u00e7\u00e3o do laser.<\/p>\n\n\n\n

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Sobreposi\u00e7\u00e3o de solda de filete melhorada<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Quantidade de sobreposi\u00e7\u00e3o de soldagem a laser<\/p>\n\n\n\n

A quantidade de sobreposi\u00e7\u00e3o otimizada \u00e9 soldada utilizando o processo de soldagem por condu\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica a laser. Atrav\u00e9s do sistema de foco autom\u00e1tico TR5020, a quantidade de desfoque \u00e9 definida com precis\u00e3o em 10,00 mm e a precis\u00e3o de foco \u00e9 de 0,01 mm. Ao posicionar com precis\u00e3o o valor b atrav\u00e9s de uma c\u00e2mera CCD de alta pot\u00eancia, \u00e9 poss\u00edvel obter uma solda a laser arredondada sem a adi\u00e7\u00e3o de arame de solda, como mostrado na figura. O esquema de otimiza\u00e7\u00e3o da margem de sobreposi\u00e7\u00e3o \u00e9 adequado para chapas com espessura igual ou inferior a 3 mm, e os valores de a, b e \u03b1 s\u00e3o determinados pelo valor de t.<\/p>\n\n\n\n

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Diagrama esquem\u00e1tico da otimiza\u00e7\u00e3o da margem de sobreposi\u00e7\u00e3o e efeito real da soldagem a laser<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Na estrutura de caixa soldada de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, a otimiza\u00e7\u00e3o da ranhura de al\u00edvio de canto tamb\u00e9m \u00e9 extremamente importante, o que afeta diretamente o efeito da base da estrutura da caixa. No processo de soldagem tradicional, ranhuras de al\u00edvio de canto retangulares ou arredondadas s\u00e3o geralmente utilizadas. No entanto, esse tipo de ranhura de al\u00edvio de canto \u00e9 muito f\u00e1cil de causar penetra\u00e7\u00e3o de solda ou preenchimento insuficiente durante a soldagem a laser. O diagrama esquem\u00e1tico da ranhura de al\u00edvio de canto \u00e9 mostrado na figura abaixo.<\/p>\n\n\n\n

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Diagrama esquem\u00e1tico da ranhura de al\u00edvio de canto<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A estrutura do produto \u00e9 otimizada pela chamada de bloco de processo de ranhura de al\u00edvio de canto de soldagem a laser. Ap\u00f3s a soldagem a laser, \u00e9 poss\u00edvel obter um efeito de soldagem muito completo e redondo, praticamente sem necessidade de tratamento secund\u00e1rio, o que reduz significativamente o tempo de processamento subsequente, como mostrado na figura.<\/p>\n\n\n\n

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Diagrama esquem\u00e1tico do projeto de soldagem a laser de ranhura de al\u00edvio de canto<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Efeito real da soldagem a laser na ranhura de al\u00edvio de canto<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Projeto de interface chanfrada de 45\u00b0 para flangeamento de estrutura de caixa de soldagem a laser<\/p>\n\n\n\n

Na estrutura da caixa de a\u00e7o inoxid\u00e1vel soldada, devido \u00e0 deforma\u00e7\u00e3o por flex\u00e3o, \u00e9 dif\u00edcil fechar firmemente na interface de chanfro de 45\u00b0 do flange. Como mostrado em A na figura, a soldagem a laser \u00e9 extremamente dif\u00edcil de manusear. Portanto, o projeto da interface afetar\u00e1 diretamente a qualidade da soldagem da estrutura da caixa. Ao mesmo tempo, haver\u00e1 uma grande folga em B, que \u00e9 dif\u00edcil de manusear por soldagem a laser direta.<\/p>\n\n\n\n

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Diagrama esquem\u00e1tico da estrutura antes da otimiza\u00e7\u00e3o<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Projeto de chapa met\u00e1lica. Para este tipo de situa\u00e7\u00e3o, otimizamos a estrutura da caixa. Ao projetar, cortamos o metal da superf\u00edcie escalonada e, em seguida, estendemos duas pequenas superf\u00edcies escalonadas, como mostrado na figura. Em seguida, ao desdobrar, usamos a superf\u00edcie final como refer\u00eancia para preencher a parte cortada anteriormente, como mostrado na figura. Em B na figura, duas superf\u00edcies escalonadas s\u00e3o escalonadas para aumentar a compensa\u00e7\u00e3o met\u00e1lica e compensar a lacuna produzida aqui, como mostrado na figura.<\/p>\n\n\n\n

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Diagrama esquem\u00e1tico do projeto de chapa met\u00e1lica para interface chanfrada de 45\u00b0 com flange<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A imagem abaixo mostra o efeito ap\u00f3s a soldagem a laser. Pode-se observar na figura que a interface est\u00e1 bem fechada, o que atende plenamente aos requisitos do processo de soldagem a laser. A superf\u00edcie da costura de soldagem \u00e9 bonita, a transi\u00e7\u00e3o \u00e9 natural e n\u00e3o h\u00e1 fen\u00f4menos como afundamento e soldagem. O B na figura tamb\u00e9m est\u00e1 bem preenchido.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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