5083 آلیاژ آلومینیوم در رباتیک و اتوماسیون: خواص و داده های طراحی

چرا 5083 برای ساختارهای روباتی انتخاب شده است؟

5083 یک آلیاژ Al-Mg-Mn است که به جای بارش، از محلول{3}} جامد و سخت شدن کرنش استحکام می‌یابد. EN 573-3 4.0-4.9% Mg، 0.40-1.0% Mn و 0.05{17}}0.25% Cr، با Si محدود به 0.40٪، Fe به 0.40٪، Cu به 0.10٪، و 5. از آنجایی که هیچ فاز رسوبی قابل عملیات حرارتی وجود ندارد، این ماده پس از جوشکاری، ماشینکاری و شکل‌دهی ساختاری پایدار و قابل پیش‌بینی را حفظ می‌کند - این مزیت برای قاب‌های روبات‌هایی است که جوش داده می‌شوند، تنش‌زدایی می‌شوند و سپس دوباره واجد شرایط هستند.

چگالی حدود 2.66 گرم بر سانتی متر مکعب در مقابل 7.85 گرم در سانتی متر مکعب برای فولاد است. برای یک پوسته بازوی جوش داده شده با پوشش یکسان، نسخه آلومینیومی جرم متحرک را تقریباً دو سوم کاهش می دهد، که اندازه درایو، گشتاور ترمز و انرژی چرخه را کاهش می دهد. مدول الاستیک حدود 70 گیگا پاسکال است، بنابراین سفتی باید با هندسه مقطع به جای ضخامت دیوار بازیابی شود.

خواص مکانیکی و فیزیکی

ASTM B209 مشخصات حاکم بر ورق و صفحه 5083 است. حداقل مقادیر دمای اتاق{3}}در مزاج O آنیل شده 275 مگاپاسکال استحکام کششی، 125 مگاپاسکال استحکام تسلیم و 16 درصد کشیدگی است. مزاج H116 و H321 که برای خدمات دریایی توسعه یافته اند، حداقل استحکام کششی را به 303 مگاپاسکال و استحکام تسلیم را به 228 مگاپاسکال با افزایش طول 12 درصد افزایش می دهند.

الزامات ایمنی برای سلاح های مشترک

ISO 10218-1 و ISO 10218-2 الزامات ایمنی را برای ربات‌های صنعتی و سیستم‌های روباتی تنظیم می‌کنند، در حالی که ISO/TS 15066 مقادیر محدودکننده قدرت و نیرو را ارائه می‌کند که وقتی یک ربات یک فضای کاری را با اپراتور به اشتراک می‌گذارد اعمال می‌شود. طراحی ساختاری تحت این محدودیت‌ها به نفع ماده‌ای است که به‌جای شکست ناگهانی، به تدریج تغییر شکل می‌دهد: ازدیاد طول زیاد و عدم وجود فازهای شکننده درشت در 5083 به طراحان پنجره جذب انرژی گسترده‌تری نسبت به صفحه 7xxx با مقاومت بالا می‌دهد و مدول کم نیروی تماس را در فاصله کاهش سرعت طولانی‌تری پخش می‌کند.

یادداشت های ساخت: جوشکاری، ماشینکاری و شکل دهی

5083 با سیم پرکننده 5183 یا 5356 جوش داده می شود و نیازی به عملیات حرارتی جوش ندارد. اتصال به عنوان-جوش داده شده تقریباً استحکام فلزی اصلی- را در شرایط آنیل شده حفظ می‌کند. شکل‌دهی سرد تا شعاع خمش معتدل ممکن است - حداقل شعاع داخلی حدود 1.5 برابر ضخامت یک نقطه شروع عملی برای صفحه 3-6 میلی‌متری در حالت O است. دستگاه‌های آلیاژی در حالت‌های O و H111 تمیز و در حالت کاملاً سخت صمغی هستند، بنابراین بیشتر قطعات ربات به‌صورت O، H111 یا H116 عرضه می‌شوند. برش لیزر و پلاسما برای آماده‌سازی بلنک استفاده می‌شود و به دنبال آن لبه‌ها قبل از آندایز کردن لبه‌زدایی می‌شود.

برنامه های کاربردی معمولی

سازه‌های دروازه‌ای و ریلی جوش داده‌شده، بازوهای اتصال کوبات و محفظه‌های اتصال، صفحات نصب انتهایی-افکتور، شاسی AGV و AMR، قاب‌های ایمنی دستگاه{1}}و محافظ درجه‌بندی شده برای خطوط مواد غذایی و دارویی. در هر مورد محرک انتخاب یکسان است: نشتی-جوش های محکم، ابعاد پایدار پس از ساخت، و رفتار قابل پیش بینی تحت بارهای تماس تصادفی.

سوالات متداول

Q:آیا 5083 برای یک بازوی ربات مشترک به اندازه کافی قوی است؟
پاسخ: برای پیوندهای ساختاری بله، زیرا طراحی برگرفته از سفتی-است نه استحکام-. تمپر H116 حداقل استحکام تسلیم 228 مگاپاسکال را تامین می کند و بخش های فلنجی یا جعبه ای ممان اینرسی را فراهم می کنند.

Q:آیا باید 5083 یا 6061 را برای قاب ربات انتخاب کنم؟
پاسخ: هنگامی که قاب جوش داده شده است و مقاومت در برابر خوردگی اهمیت دارد، 5083 را انتخاب کنید، زیرا نیازی به پیری{1}}جوشکاری ندارد. 6061-T6 را زمانی انتخاب کنید که قطعه از حالت جامد ماشین کاری شده و حداکثر سفتی در هر کیلوگرم در مجموعه پیچ و مهره ای مورد نیاز است.

Q:چه سیم پرکننده ای توصیه می شود؟
A: 5183 یا 5356 آلومینیوم-پرکننده منیزیم، مطابق با فلز پایه 5083. پرکننده 4043 استفاده نمی شود زیرا استحکام مفصل را در مجموعه های 5xxx کاهش می دهد.

Q:کدام حالت برای روکش ها و حفاظ های شکل گرفته عرضه می شود؟
الف: مزاج O برای شکل گیری شدید و H111 برای شکل گیری عمومی. هر دو توسط الزامات مکانیکی ASTM B209 پوشش داده می شوند.

Q:عملکرد 5083 در محیط های شستشو چگونه است؟
پاسخ: فیلم اکسید غنی از منیزیم-در برابر آب شیرین، اسپری نمک و بسیاری از مواد قلیایی ملایم مقاوم است. در چرخه‌های CIP اسیدی یا کلرید بالا{1}، یک پوشش محافظ یا لایه آندایز شده عمر مفید را افزایش می‌دهد.