在當(dāng)下制造業(yè)領(lǐng)域,輕量化三個(gè)字一定是你聽過的最多的名詞之一。那么為什么要輕量化?如何輕量化呢?
眾所周知,選擇更輕的材料可以有效地實(shí)現(xiàn)輕量化,比如我們的飛機(jī)制造,大量使用鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料等,現(xiàn)在的新能源汽車也大量使用鋁合金材料進(jìn)行減重。
但,這些輕材料的使用也帶來了新的問題,其連接技術(shù)存在很多難點(diǎn),抑制了其輕量化之路的發(fā)展。
因此,我們選擇在使用材料不變的情況下,即還是使用鋼材,通過結(jié)構(gòu)變化去實(shí)現(xiàn)輕量化,并采用新型的激光焊接方式去實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)。
這次為大家介紹的是某海洋裝備水密門的制造。水密門,了解船體結(jié)構(gòu)的朋友應(yīng)該清楚,其實(shí)就是符合水密要求的門,主要作用為在船體破裂時(shí)可抵擋船體的浸水。因此水密門的質(zhì)量要求是具備密封性能,且能承受設(shè)計(jì)的水壓。
在傳統(tǒng)水密門制造時(shí),均采用較厚的鋼板直接成型后再焊接一些配件,雖然能滿足使用的性能需求,但較重,一扇門就接近200公斤,而整艘船舶多則有幾十扇水密門,若能減輕水密門的重量,對(duì)船舶的輕量化有著很大意義,特別對(duì)于軍事船舶,意義更加重要。
但若單純換薄一些的材料進(jìn)行水密門的制造,又無法滿足承受高壓水的強(qiáng)度要求。針對(duì)這個(gè)問題,我們與客戶一起摸索,從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),采用2mm薄不銹鋼板制造出了符合性能指標(biāo)的水密門,且重量縮減到單扇門100公斤以內(nèi)。
水密門采用中空網(wǎng)格結(jié)構(gòu),網(wǎng)格采用激光切割的不銹鋼條拼接而成,并采用激光焊接固定。正反門板與中空網(wǎng)格采用激光穿透焊進(jìn)行固定。
此水密門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用了激光焊接的一系列特性,高能束熔深大、焊接效率高、熱輸入小、焊接柔性與自動(dòng)化程度高等,整扇門尺寸1.2×2.2m。
焊接完成后形變不超過10mm,后期整形工作較少,尤其是面板與中空網(wǎng)格的激光穿透焊接,實(shí)現(xiàn)了不開坡口就可以將上層面板與網(wǎng)格連接在一起,這些都是傳統(tǒng)焊接所無法實(shí)現(xiàn)的。
我們用激光焊接獨(dú)一無二的優(yōu)勢(shì),從結(jié)構(gòu)減重的設(shè)計(jì)角度出發(fā),為客戶制造出了性能滿足海洋裝備使用的水密門,且單扇門減重近100公斤,真正意義上實(shí)現(xiàn)了輕量化,讓我們的海洋裝備能航行的更遠(yuǎn)!
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