閃光接合金屬的控制焊接過程
在航空航天、汽車、家電及其他需要高強(qiáng)度鋼種等具備無縫接頭的行業(yè)對閃光對焊的需求日益增長。在此工業(yè)過程中，同時(shí)也需要更高準(zhǔn)確度和控制時(shí)間。作為俄亥俄州揚(yáng)斯敦焊接和金屬連接技術(shù)的OEM的Taylor-Winfield技術(shù)公司與力士樂經(jīng)銷商Hydrotech公司(俄亥俄州辛辛那提)共同設(shè)計(jì)一種使用運(yùn)動(dòng)控制器和液壓驅(qū)動(dòng)裝置的技術(shù)，以滿足此類需求，同時(shí)更經(jīng)濟(jì)。
Taylor-Winfield認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新一直在提高焊接作業(yè)的生產(chǎn)力和質(zhì)量。在閃光對焊中尤其如此，其使用電阻加熱兩片金屬片的端部，并將其一并鍛造成連續(xù)的線圈、輪輞、棒條體、帶鋸葉片和其他需要在母材強(qiáng)度上具備無縫接頭的形狀。
使用早期機(jī)床時(shí)，兩個(gè)工件之間的距離是在閃光焊過程中由手動(dòng)控制。操作員可撥入合適的電流，則凸輪將控制運(yùn)動(dòng)壓板的速度，將工件拖拽在一起。然而，如今先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼(AHSS)產(chǎn)品需要比手動(dòng)控制提供更好的準(zhǔn)確性和控制時(shí)間，分別到數(shù)千分之一英寸和數(shù)毫秒。取而代之的是，通過自動(dòng)化進(jìn)行精確控制將工件正好以正確速度和溫度移動(dòng)到一起，制造出牢固均勻的焊縫。
閃光對焊是一個(gè)具備兩個(gè)階段的過程。第一個(gè)階段是“閃光”階段，在兩個(gè)由大約1/4in(取決于材料)的小間隙分開的兩個(gè)工件上應(yīng)用電流。由于兩個(gè)工件被放在了一起，電弧穿過接觸面，端部的溫度從600～900°F不等。
由于閃光對焊過程將不規(guī)則部分和雜質(zhì)移除，其可順利地接合各種材料，包括窄而厚的形狀、寬而薄的金屬板以及黑色金屬和有色金屬材料。順利進(jìn)行閃光對焊的關(guān)鍵在于精確控制兩個(gè)工件的運(yùn)動(dòng)壓板和電流。
開始焊接過程，操作員應(yīng)加載一個(gè)說明兩個(gè)工件之間有關(guān)時(shí)間和位置的對數(shù)關(guān)系的焊接曲線到控制器中。然后，可使用力士樂觸屏IndraControl VPP 40人機(jī)界面(HMI)選擇合適的焊接時(shí)間表，并為特殊的的材料修改焊接曲線。在閃光階段，移動(dòng)工件的位置急劇加速，以產(chǎn)生1000000psi(1psi=0.0068Mpa)不等的力用于將工件鍛造在一起。IndraMotion MLC控制器通過封閉的中心回線從傳感器接收位置信號，并通過激活力士樂液壓動(dòng)力裝置啟動(dòng)位置變化。力士樂4WRPH比例方向閥激活線性定位氣缸，將含有移動(dòng)工件的的壓板向固定工件移動(dòng)。整個(gè)焊接時(shí)間持續(xù)2～30s，時(shí)間長短取決于材料。
Taylor-Winfield與Hydrotech公司共同開發(fā)控制器的事件驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制輪廓。此MLC控制器裝有Flex輪廓，一款來自博世力士樂的運(yùn)動(dòng)編程平臺，其適應(yīng)基于分段式凸輪技術(shù)，為電動(dòng)和液壓運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)簡化定義運(yùn)動(dòng)節(jié)段。
Hydrotech認(rèn)為使用IndraMotion MCL的好處之一是液壓傳動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)的編程完全一樣。Flex Profile功能提供對象定義，使得對傳統(tǒng)凸輪的模型，及其相關(guān)基于時(shí)間表的事件驅(qū)動(dòng)模型的凸輪表得以轉(zhuǎn)化。Hydrotech與博世力士樂專家共同為強(qiáng)制凍結(jié)過程中所使用的液壓裝置創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)輪廓。
Taylor-Winfield認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新一直在提高焊接作業(yè)的生產(chǎn)力和質(zhì)量。在閃光對焊中尤其如此，其使用電阻加熱兩片金屬片的端部，并將其一并鍛造成連續(xù)的線圈、輪輞、棒條體、帶鋸葉片和其他需要在母材強(qiáng)度上具備無縫接頭的形狀。
使用早期機(jī)床時(shí)，兩個(gè)工件之間的距離是在閃光焊過程中由手動(dòng)控制。操作員可撥入合適的電流，則凸輪將控制運(yùn)動(dòng)壓板的速度，將工件拖拽在一起。然而，如今先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼(AHSS)產(chǎn)品需要比手動(dòng)控制提供更好的準(zhǔn)確性和控制時(shí)間，分別到數(shù)千分之一英寸和數(shù)毫秒。取而代之的是，通過自動(dòng)化進(jìn)行精確控制將工件正好以正確速度和溫度移動(dòng)到一起，制造出牢固均勻的焊縫。
閃光對焊是一個(gè)具備兩個(gè)階段的過程。第一個(gè)階段是“閃光”階段，在兩個(gè)由大約1/4in(取決于材料)的小間隙分開的兩個(gè)工件上應(yīng)用電流。由于兩個(gè)工件被放在了一起，電弧穿過接觸面，端部的溫度從600～900°F不等。
圖1通過結(jié)合力士樂IndraMotion MLC L45運(yùn)動(dòng)邏輯控制器和力士樂液壓裝置，Taylor-Winfield開發(fā)了一種結(jié)合先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的焊接解決方案，可擴(kuò)展、精確且價(jià)格實(shí)惠，并且適應(yīng)不同的應(yīng)用
由于閃光對焊過程將不規(guī)則部分和雜質(zhì)移除，其可順利地接合各種材料，包括窄而厚的形狀、寬而薄的金屬板以及黑色金屬和有色金屬材料。順利進(jìn)行閃光對焊的關(guān)鍵在于精確控制兩個(gè)工件的運(yùn)動(dòng)壓板和電流。
圖2 通過液壓裝置的使用，“強(qiáng)制凍結(jié)”的閃光焊過程解決方案可按比例縮放至任何尺寸的應(yīng)用，而無需調(diào)整控制器
開始焊接過程，操作員應(yīng)加載一個(gè)說明兩個(gè)工件之間有關(guān)時(shí)間和位置的對數(shù)關(guān)系的焊接曲線到控制器中。然后，可使用力士樂觸屏IndraControl VPP 40人機(jī)界面(HMI)選擇合適的焊接時(shí)間表，并為特殊的的材料修改焊接曲線。在閃光階段，移動(dòng)工件的位置急劇加速，以產(chǎn)生1000000psi(1psi=0.0068Mpa)不等的力用于將工件鍛造在一起。IndraMotion MLC控制器通過封閉的中心回線從傳感器接收位置信號，并通過激活力士樂液壓動(dòng)力裝置啟動(dòng)位置變化。力士樂4WRPH比例方向閥激活線性定位氣缸，將含有移動(dòng)工件的的壓板向固定工件移動(dòng)。整個(gè)焊接時(shí)間持續(xù)2～30s，時(shí)間長短取決于材料。
Taylor-Winfield與Hydrotech公司共同開發(fā)控制器的事件驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制輪廓。此MLC控制器裝有Flex輪廓，一款來自博世力士樂的運(yùn)動(dòng)編程平臺，其適應(yīng)基于分段式凸輪技術(shù)，為電動(dòng)和液壓運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)簡化定義運(yùn)動(dòng)節(jié)段。
Hydrotech認(rèn)為使用IndraMotion MCL的好處之一是液壓傳動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)的編程完全一樣。Flex Profile功能提供對象定義，使得對傳統(tǒng)凸輪的模型，及其相關(guān)基于時(shí)間表的事件驅(qū)動(dòng)模型的凸輪表得以轉(zhuǎn)化。Hydrotech與博世力士樂專家共同為強(qiáng)制凍結(jié)過程中所使用的液壓裝置創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)輪廓。
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