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钛阳极板焊接现状及激光焊接解决方案

一、钛合金阳极板应用介绍

钛合金阳极板广泛应用于:污水处理、氯碱工业、有色金属提取、离子水制造、海水淡化、电镀、蚀刻液铜回收等行业。其基本工作原理为阳极氧化。如污水处理行业,钛合金阳极板作为关键部件,不仅起传递电流作用,而且还对有机物氧化降解起催化作用,可直接在阳极表面上氧化降解有机物,使污水中的有机物通过电化学转化,直接或间接转化为CO2和水,在此过程中由于不造成污染,被称为绿色水处理。

二、钛合金阳极板焊接现状

钛合金阳极板目前焊接方式主要以传统焊接方法为主,对于平面阳极板焊接(平面状或网状平板),越来越多地采用激光焊接方案。如下图所示:

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上述平板或平面网片与边框条焊接(T型接头焊接),可方便地切换为激光焊接,进而提高生产效率、减轻劳动强度及焊接变形(尤其对于大幅面或厚度较薄时)。

阳极平板或网片呈波浪状时与边框条的焊接,目前还无法摆脱传统手工焊接模式,且需要经验丰富的操作人员。波浪状网片如图所示:

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如上图,钛合金网片结构为波浪状,采用传统焊接工艺与边框条焊接时,考虑到焊接强度、焊接变形、产品结构及焊接区域存在镂空等因素,难以实现自动化。针对这种结构网片焊接,采用传统焊接时存在下述固有缺点:

(a)焊接变形量大,需增加焊后校平工序;

(b)生产效率低,网片为波浪状,需采用双面焊接工艺,无法做到单面焊双面成型;

(c)需添加焊材,由于一侧为网状,必须添加焊材保证焊接效果;

(d)焊接工艺稳定性差,一方面网片波浪结构中间区域与边框条无法施焊;另一方面,为减小变形量,只能采取断续焊接工艺,不能满焊。

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手工焊接效果

三、创鑫激光焊接解决方案

1.样品情况

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如上图,网片与边框条材质为钛合金,网片厚度3mm、波浪高度落差9mm、焊接长度960mm,钛合金网中空部分为菱形结构。

2.焊接目标

(1)网片与边框条接触部位实现满焊;

(2)焊接强度不低于传统工艺;

(3)可以实现单面焊双面成型;

(4)无需焊材;

(5)焊接变形量:焊接方向<0.1mm,横向变形<0.2mm。

3.焊接效果

创鑫激光MFSC-1000W连续光纤激光器配合六轴工业机器人,采用具有知识产权的焊接工艺,优化焊接参数。焊接效果如下:

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如上图,波浪结构网片与边框条接触部位实现满焊,且已焊透,实现单面焊双面成型效果。无需焊材,焊接速度高达2.1m/min,焊后变形量满足焊前预期,无需后续校平工序,经测试,成品焊接强度大大优于传统焊接,已实现批量化生产。

四、创鑫MFSC-1000W连续光纤激光器

MFSC-1000W单模连续光纤激光器采用水冷方式,它具有高功率、理想的光束质量、免维护、高电光转换效率等特性,可用于不锈钢、碳钢、铝、铜等金属材料的切割、焊接、钻孔,在钣金切割、五金加工、家电制造、汽车制造等领域应用广泛。

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