SK31993A3 - Method and device for welding of plates by laser, for creation of composed plates - Google Patents

Description

Spôsob a zariadenie na zvarovanie plechov laserom na tupo, na vytváranie zložených plechov

QlxĽäsľ.......te.cto.ikx.

Vynález sa týka spôsobu tvarovania plechov laserom na tupo, ha vytváranie zložených plechov a zariadenia na vykonávanie tohoto spôsobu,,

DQÍ£Ľá..Íäl..............tecJlQikx.

Spojovanie plechov z varovaním laserom na tupo je známe,, Spojené plechy sa nazývajú zložené plechy,, U laserového tvarovania je problém v tom, že okraje plechov sa musia voči sebe presne polobovať a medzera pre zvarovanie medzi nimi musí byť malá,, Na zabezpečenie dobrej kvality zvaru môže byť šírka tejto medzery len od 0,05 do 0,08 mm„ To znamená, že každý z oboch plechov môže mať odchýlku v priamosti len 0,04 mm„ Vzhľadom na rozšírenie laserového tvarovania zložených plechov je nesmierne ťažko dosiahnúť tak . úzke medzery po celej dĺžke polchovaných okrajov plechov, ktoré sa budú zvarovať„Je pravda, že sú dostupné P ľ e s n é n o ž n i c e, k t o r^- é u m o ž n i a p r e v i e z; ť n a p ľ í k 1 a d r e z o d 1 ž k e 2,5 m a v požadovanej presnosti, ale také nožnice sú nesmierne drahé,, Daléie známe spôsoby prípravy okrajov plechov, ako sú 'frézovanie, brúsenie alebo laserové rezanie majú za následok značné zvýšenie v ý r o b n ý c h n á k í a d o v a č a i z u „

Podstata......vynálezu

Uvedené nedostatky do značnej .miery odstraňuje spôsob tvarovania plechov laserom, u ktorého nie je nutné tak presne rezanie a polohovanie plechov, a u ktorého sa značne znižujú nároky na vykonávaný spôsob, ktorý sa preto môže vykonávať oveľa rýchlejšie a lacnejšie,, Podstatou spôsobu podľa vynálezu je, že sa aspoň jeden z plechov plasticky deformuje pred alebo vo tvarovacom pásme, na zníženie Šírky tvarovanej medzery medzi plechmi „

Plechy na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu sa môžu rezať na mieru so značne nižšou presnosťou,, Stačí presnosť približne 0,15 mm na jeden plech,, Táto presnosť znamená mazimálnu medzeru asi 0,3 mm, ktorá sa podstatne eliminuje deformáciou jedného alebo oboch plechov, spôsobom podľa vynálezu,, To znamená, že deformácia zabezpečuje medzeru, ktorej šírka nie je väčšia ako Ô, 08 mm„

Uvedené nedostatky daloj odstraňuje zariadenie na vy.....

konávanie tohoto spôsobu, ktorého podstatou je, Že obsahuje pri.....

držiavacie ústrojenstvo na napnutie plechov a na ich pridŕžanie vo vzájomnom dotyku ich okrajov a deformačné ústrojenstvo na plastickú deformáciu aspoň jedného z plechov pred alebo vo zvar o v a n o m p á s m e,,

Erehľad.......ôbrávliov......na......výkrese

Vynález bude bližšie popísaný pomocou výkresu, kde na obr. 1 je znázornené zariadenie podľa vynálezu s dvomi plechmi o nerovnakej hrúbke, vo vertikálnom reze, ktoré majú byt zvarené, na obr,, 2 je znázornené zariadenie s dvomi plechmi o rovnakej hrúbke, na obr,, 3 je znázornené dal šiv z a r i a d e n i a s n i e k o ľ k ý m i p ľ 111 a č n ý m i k 1 a d k a í ϊ i j., n a znázornené dalšie prevedenie zariadenia, na obr,, vzájomne lecbmi o prevedenie obr,, 4 je 5 je tiež znázornené dalšie prevedenie zariadenia, na obr,, 6 je znázornené dalšie prevedenie zariadenia na zvarovanie plechov q rozdielnej hrúbke, na obr. 7 je znázornené dalšie prevedenie zariadenia, na obr. 8 je tiež znázornené dalšie prevedenie zariadenia, na obr,, V je znázornené zariadenie s uhlovou prítlačnou kladkou, na obr,, 10 je znázornené zariadenie v prevedení s d o razovou tyčou, na obr,, 11 je tiež znázornené zariadenie v prevedení s dorazovou tyčou a na obr,, 12 je znázornené zariadenie v prevedení, kde prítlačné k 1 a d k y s ú č a s n e p ô s o b j. a ak o d o ľ a z y „

E.ĽÍ.Ii.ISdx........ĽS.S.fi.lčá£OVáQ.Íá......vy.D.ál.e.Z.Í„í

Ma obr,, 1 je znázornené zariadenie podľa vynálezu s dvomi plechmi ,1. a 2, ktoré majú byť vzájomne zvarené,, Oba plechy 1. a 2, v ktorých druhý plech 2 je silnejší než prvý plech 1, dosahujú na seba svojimi okrajmi a v tejto polohe sú vzájomne zvarované na tupo. Zvarovanie sa prevádza známym spôsobom leserovým paprskom .6.,, ktorý .je sústredený do plochy o priemere napríklad 0,2 rmn vo zvarovarom pásme. Aby mal zvar požadovanú akosť a bol bes cávad, nesmie byť medzera 3 medzi spojovanými plechmi .1. a 2, vo zvarovacom pásme, širšia ako 0,08 mm. Ked je medzera 3 širšia, dôjde k prehnutiu zvaru alebo .k jeho pretaveniu laserovým pa prskám,, F'r i použití spôsobu z varovaní a podľa vynálezu, m (j ž e byť medzera 3 z o začiatku značne širšia, napríklad 0,3 mm. To znamená, že plechy sa môžu rezať na mieru s oveľa menšou presnosťou. Spôsobom podľa vynálezu sa jeden plech alebo oba plechy plasticky deformujú pred zvarovacím pásmom alebo vo zvarovacom pásme, pri súčasnom zmenšovaní šírky medzery 3 tak, že sa neprekročí ma;·; i má 1 ne prípustná šírka medzery 3·· Ako je znázornené na obr. 1, hrúbka silnejšieho, t„j„ y tomto prípade druhého plechu 2 sa redukuje dvoma prítlačnými kladkami .4 a 2„ To spôsobí, že materiál tečie hlavne smerom šípky medzery 5» Každá z týchto prát lačných kladiek ktorou je kladka v kontakte s druhým plechom kladka vniká do plechu 2 pre premiestnenie časť 1.0, ktorá je v kontakte s plechom 2. V tomto prípade je časť 2 skonštruovaná tak, že hĺbka vnikania kladky do plechu 2 vzrastá so vzrastajúcou vzdialenosťou od medzery 3« To slúži na zabezpečenie toku materiálu hlavne v smere šípky 7 a nie v a zmenšuje šírku 4 a 7 má časť 2, s 2, časť v, ktorou materiálu a dalšiu opačnom smere, čo je nežiaduce. V znázornenom príklade prevedenia, bolo zistené, že pri hrúbke 3 mm druhého plechu 2 a šírke 6 mm časti 2 spôsobí zovretie 0,1 mm prítlačnej kladky premiestnenie materiálu v oblasti medzery 3 približne o 0,2 mm. Plech sa plasticky deformuje tlakom 1 až 2 tony. Pre tenšie

-.plechy sa vytvára len vodiaca časť na prítlačnej kladke 4 a na vodiacej kladke 1.3 „ 1 ked by bolo možné tiež plasticky deformovať len prvý plech .1. v miestach, kde sú už plechy vo vzájomnom kontakte, nie je plastická deformácia jedného alebo oboch plechov sama o sebe nutná. Ked dôjde k takejto deformácii, vyvolá nežiadúce sily, ktoré pôsobia na plechy a vytláčajú ich do strany. Preto sa môže vytvoriť, napríklad v časti 2 každej prítlačnej kladky 3-, 2? obvodová· drážka .1.4, ktorá v tomto prípade umožní preniknúť tečúcemu materiálu do tohoto vybrania, na zníženie nežiadúcioh priečnych síl. Doporučená alternatíva je však ľ i a d e n í. e d e f o ľ m a č n ý í::: h z; í 1 v y v o d e r i ý c h p r í 11 a č n ý ľ n i k 1 a d k a m i 4, optickým alebo mechanickým snímaním šírky medzery 3 pred deformačnou oblasťou a podľa toho zvyšovať alebo znižovať silu prítlačných kladiek 4, 5 tak, že v miestach, kde je šírka medzery už veľmi malá alebo plechy .1., 2 sú už vo vzájomnom kontakte, sa

P r i 11 a č n ý m i. k 1 a d k a í ϊ í i 4, 5 v y v o d z u j ú 1 e n m a 1 é z; i 1 y

Miesto zmeny síl na prítlačných kladkách 4, 2, je tiež možné meniť ich axiálnu polohu, ktorá umožňuje hlbšie alebo plytšie vnikanie do plechu Potom, ked došlo deformáciou materiálu k zmenšeniu šírky medzery .3, nie je táto medzera 3 obvykle priama,, Preto v dalšom prevedení zariadenia podľa vynálezu je laserový paprsok riadený na sledovanie trasy medzery 3» Trasa medzery 3 sa meria obvykle opticky alebo inými spôsobmi, v závislosti na prvom systéme šúradníc a laserový paprsok sa vyc byľuje podľa signálov z meracieho zariadenia, najmä pohybom jedného alebo dvoch zrkadiel,' od nulovej polohy v rozmedzí uvedeného systému súradníc tak, že sleduje nameranú trasu medzery 3, Tak je zabezpečené, že sa zvarovaný švík vycentruje na doposiaľ nezatvorenú medzeru 3« Ked sa zvarujú plechy rozdielnej hrúbky, je potrebné posunúť paprsok k silnejšiemu z oboch plechov,, To sa môže uskutočniť korigovaním výstupného signálu zariadenia na spracovanie dát,,

Na obr,, 2 j.e znázornené zariadenie s dvomi plechmi o rovnakej hrúbke. Užšia prítlačná kladka 20 umiestnená pod plechmi vniká do materiálu oboch plechov,, Nad plechmi je vytvorená širšia kladka alebo koľajnica 21.7 ktorá nevniká do plechov,, Ďalej sú tu vytvorené bočné vodítka 22»

Na obr, 3 je znázornené dal ši e prevedenie zariadenia podľa vynálezu s dvomi plechmi .1, 2 o rovnakej hrúbke,, Nad plechmi 1., 2 je tu opäť vytvorená širšia kladka alebo kaľajnica 2.1« Pod plechmi .1, 2 sú usporiadané dve postranné kladky 25 a 2.5, ktoré vnikajú do materiálu ako prítlačné kladky a miestne redukujú bi ľ’ ú ľ) k u p 1 e c h o v „ U p r o s t ľ e d m e d z i. t ý í n 11 o p ľ“ i 11 a č n ý in i. k 1 a d k a mi i j e usporiadaná kladka alebo koľajnica 22 na podopieramie plechov.

Na obr, 4 je znázornené dalšie prevedenie zariadenia podľa vynálezu, kde spodná kladka 2S Je vybavená vtlačovacou časťou 22, resp, 30 na oboch stranách medzery 3 a materiál sa plasticky deformuje každou z týchto časti,, Kladka je vybavená stredným vydutým pásom 3.1»

Na obr, 5 je znázornené podobné prevedenie ako na obr,, 4, kde je horná kladka alebo kaľajnica nahradená odlišným prevedením vodí tok 22..

Na obr, 6 je znázornené dalšie prevedenie, obsahujúce dva P1 e c h y ľ o z d i e 1. n e j h r ú. b k y „ F' o d p 1 e c h ííí i je u s p o ľ' i a d a n á p r í 11 a č n á k 1 a d k a 34·, k t o ľ á v n i. k á d o m a t e r i. á 1 u z; 11 n e j š i. e h o, t „ .j „ d r u I i é h o plechu 2» Nad plechmi je usporiadaná kladka alebo koľajnica 2.1.7 slúžiaca ako vedenie.

Na obr,, 7 je znázornené dalšie usporiadanie prevedenia podľa obr,. 6„ 9 tomto prípade je horná kladka alebo koľajnica nahradená usporiadaním vodí tok 22 podľa obr,, 5„

Na obr,, 8 je znázornené podobné prevedenie ako na obr,, 7, ale v tomto prípade sa d e t o r mu j s slabší, t„j„ prvý plech l.„

Na obr,, 9 je znázornené prevedenie s uhlovou pri t ladnou kladkou 35 „

Na obr,, 10 je znázornený další spôsob vykonávania vynálezu,, 9 tomto prípade sa plechy .1, 2 najskôr oddelene deformujú pomocou prítlačných kladiek 40, 41 ·. nesp,, 42, 43 proti pevnému dorazu 43Plastickou deformáciou plechov u dorazovej plochy sa dosiahne u oboch plechov veľmi presného rovného okraja,, Táto operácia sa prevádza pred zvarovacím pásmom a oba rovné okraje sa k sebe

P r i 1 o ž i a v d a 1 š e j o p e r á c i i , p r e d z v a r o v a n i m , n a p r i k 1 a d odstránením pevného dorazu 45 a priložením plechov k sebe bočným posuvom„

Na obr. 11 je znázornené dalšie prevedenie zariadenia podľa vynálezu s dvomi pevnými dorazmi 43? 47 a len s jednou prítlačnou kladkou u každého plechu,,

Na obr,, 12 je znázornené prevedenie zariadenia podľa vynálezu s dvomi prítlačnými kladkami 3tú 31 s nákružkami, ktoré pôsobia ako dorazy pre prvý a druhý plech 1. a 2., V tejto variante, nehľadiac na veľké vertikálne presadenie v pritlačovani, sú plechy presne vzájomne polohované, t„j„ nie je potrebné bočné presúvanie plechov .1. a 2„

Upnuté jednotkou,

Alternatívne tvarovacia plechy môžu prechádzať s P o u i o c. o u d o p r a v n i k a, k môžu byť upnuté plechy v jednotka môže byť priečne taclunárnou laserovému tvarovacou paprsku,, s t a t: i o n á ľ n e j p o 1. o h e a p o s u v n á p o z d 1 ž t ľ a s y zvarovacieho spojenia,, 9 tomto prípade je zariadenie tiež opatrené priečne posuvnými zaostrovacimi čočkámi pre laserový paprsok,,

Claims (18)

1. P A T ΙΞ M ľ O V E N A P O P Y

   1/ Spôsob na zvarovanio plechov laserom na tupo, na vytváranie spojených plechov, v y c n a č o j ú c i s a tým , že sa aspoň jeden c plechov plasticky deformuje pred zvarovacím pásmom alebo vo cvarovacom pásme na zmenšenie šírky medzery ' m e d. z i plechmi,,
2. 2/ Spôsob podľa bodu 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa h ľ ú b k a p 3. e c h u r e d u k u j e p e z d 3. ž m e d z e ľ y d e Ť o r m o v a n j. a tak, že materiál plechu t e (ž i e smerom do medzery,,
3. 3/ Spôsob podľa bodu 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa h ľ ú b k a p 3. e í::: h u r e d u k u j e p o z d 3. ž m e d z e ľ y n e r o v n c:; m e ľ n e „
4. 4/ Spôsob podľa bodov 2 až 3, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, ž e p o z d 3. ž m e d z e r y j e u s p o r i a d a n á o b 3. a s ť, v k t o ľ” ej z; a p ľ“ e v á d z a opatrenie na napohan ie plechu počas deformácie na zabránenie jeho vytlačovania pri tečení materiálu,,
5. 5/ Spôsob podľa bodov 1. až 4, v y z n a č u j ú c i s a tým, že deformovanie sa riadi ako funkcia šírky medzery pred oblasťou deformácie,,
6. 6/ Spôsob podľa bodov 3. až 5, v y z n a č u j ú c í s a tým, že deformovanie sa prevádza pomocou aspoň jednej prítlačnej kladky usporiadanej nad alebo pod plechom,,
7. 7/ Spôsob podľa bodu 6, v y z n a č u j ύ c i s a t ý m , že plechy, ktoré sú vzájomne vertikálne presadené, sa deformujú proti dorazu alebo proti nákružku vytvorenému na prítlačnej kladke a tvoriacemu doraz,,
8. 8/ Spôsob podľa bodov 1 až 8, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, • že sa deformácia prevádza v oblasti plechu bezprostredne

   P r· j. 3. i e h a j ú c a k je h o o k r a j u „
9. 9/ Zariadenie na prevádzanie spôsobu podľa bodov 3. až 9, v y z .....

   n a č u j ú c e 's a t ý m , Že obsahuje pridržiavanie mechanizmu na upnutie plechov a na ich pridŕžanie vo vzájomnom dotyku ich okrajov a deformačný mechanizmus na plastickú deformáciu aspoň jedného z plechov pred alebo vo zvarovacom pásme.

   .1.0/ Zariadenie podľa bodu
10. 10, v y z n a č u j ú c e e a L i m. že deformačný mechanizmus obsahuje aspoň jednu prítlačnú k 1 a d k u n a r e d u k o v a n i e ti ľ ú h k y p 1 e c h u..
11. 11/ Zariadenie podľa bodu 11, v y s n a č u j ú r & s a t ý m, že prítlačná kladka má časť s kuželovým vonkajším povrchom k '' nerovnomernému redukovaniu hrúbky plechu,,
12. 12/ Zariadenie podľa bodov 11 až 12, v y z n a č u j ú c: e s a tým , že prítlačná kladka má obvodovú drážku na naplnenie plechu v tomto mieste,,
13. 13/ Zariadenie podľa bodov 10 až 13, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že je opatrené detekčným mechanizmom na snímanie šírky medzery pred oblasťou deformácie a riadiacim mechanizmom na riadenie deformačného mechanizmu ako funkcia s n í f n a n i. a š í r k y m e d z e r y,,
14. 14/ Zariadenie podľa bodov 11 až 14, v y z n a č u j ú c e s a t ý m ,že riadiaci mechanizmus slúži na riadenie sily vyvodenej deformačným mechanizmom na plechu,,
15. 15/ Zariadenie podľa bodov 11 až 14, v y z n a č u j ú c e s a tým, že riadiaci mechanizmus slúži na riadenie polohy osy

    P i-· j. 11 a č e n e j k 1 a d k a m í v z h ľ a d o ííí n a p o v r c ti p 1 e c ti u „
16. 16/ Zariadenie podľa bodov 10 až 16, vy z n a č u j ú c e s a tým, že je opatrené optickým alebo mechanickým detekčným mechanizmom na snímanie trasy medzery po deformácii a sledovacím mechanizmom detekčnému mechanizmu na vedenie 1 a š e ľ” o v é ti o p a p ľ s k í. ä p r j. s 1 e d o van í t r a s y m e d z e r y,
17. 17/ Zariadenie podľa bodov 10 až 17, v y z n a č u j ú c e s a tým, že je vybavené dolnou pritlačovacou kladkou a hornou pri tlačovacou kladkou, z ktorých každá obsahuje dorazovú plochu pre jeden z plechov,,
18. 18/ Zariadenie podľa bodov 10 až 18, v y z n a č u j ú c e s a t ý m, že deformačný mechanizmus obsahuje hruškovitú P ľ' i 11 a Č o v a c :i. u k 1. a d k u n a d e f o r ŕ n o v a n j. e a z; n o n j e d n é h o p 1. e c ti u „

    7Z1

    TV itf.qz,