Kao nositelj ostalih dijelova automobila, tehnologija proizvodnje karoserije automobila izravno određuje ukupnu kvalitetu izrade automobila. U procesu proizvodnje karoserije, zavarivanje je važan proizvodni proces. Tehnologije zavarivanja koje se trenutno koriste za zavarivanje karoserije automobila uglavnom uključuju otporno točkasto zavarivanje, zavarivanje rastaljenim inertnim plinom zaštićenim (MIG zavarivanje) i zavarivanje rastaljenim aktivnim plinom zaštićenim elektrolučnim zavarivanjem (MAG zavarivanje), kao i lasersko zavarivanje.
Kao napredna tehnologija zavarivanja s optičko-mehaničkom integracijom, tehnologija laserskog zavarivanja ima prednosti visoke gustoće energije, velike brzine zavarivanja, niskog naprezanja i deformacije zavarivanja te dobre fleksibilnosti u usporedbi s tradicionalnom tehnologijom zavarivanja karoserije automobila.
Struktura karoserije automobila je složena, a dijelovi karoserije su uglavnom tankih stijenki i zakrivljenih dijelova. Zavarivanje karoserije automobila suočava se s poteškoćama zavarivanja kao što su varijacije u materijalima karoserije, različite debljine dijelova karoserije, različite putanje zavarivanja i oblici spojeva. Osim toga, zavarivanje karoserije automobila ima visoke zahtjeve u pogledu kvalitete zavarivanja i učinkovitosti zavarivanja.
Na temelju odgovarajućih parametara procesa zavarivanja, lasersko zavarivanje može osigurati visoku zamornu čvrstoću i udarnu žilavost ključnih dijelova karoserije automobila prilikom zavarivanja, čime se osigurava kvaliteta i vijek trajanja zavarivanja karoserije. Tehnologija laserskog zavarivanja može se prilagoditi zavarivanju dijelova karoserije automobila s različitim oblicima spojeva, različitim debljinama i različitim vrstama materijala, zadovoljavajući zahtjeve za fleksibilnošću u proizvodnji karoserija automobila. Stoga je tehnologija laserskog zavarivanja važno tehničko sredstvo za postizanje kvalitetnog razvoja automobilske industrije.
Postupak laserskog zavarivanja karoserija automobila
Princip procesa laserskog zavarivanja dubokim taljenjem: Kada gustoća snage lasera dosegne određenu razinu, površina materijala isparava, stvarajući tako ključanicu. Kada tlak metalne pare unutar rupe dosegne dinamičku ravnotežu sa statičkim tlakom i površinskom napetosti okolne tekućine, laser može zračiti kroz ključanicu do dna rupe, a s kretanjem laserske zrake nastaje kontinuirani zavar formirana. U procesu laserskog dubokog taljenja zavarivanja, nema potrebe za dodavanjem pomoćnog topitelja ili punila za zavarivanje vlastitog materijala izratka u jedan.
Zavareni šav dobiven laserskim dubokim zavarivanjem taljenjem općenito je gladak i ravan s malim deformacijama, što je pogodno za poboljšanje točnosti proizvodnje karoserije automobila. Vlačna čvrstoća zavara je visoka, što osigurava kvalitetu zavarivanja karoserije automobila. Brzina zavarivanja je velika, što je pogodno za poboljšanje učinkovitosti proizvodnje zavarivanja.
U postupku zavarivanja karoserije automobila, korištenje procesa laserskog zavarivanja dubokim taljenjem može značajno smanjiti broj dijelova, kalupa i alata za zavarivanje, čime se smanjuje vlastita težina karoserije i troškovi proizvodnje. Međutim, postupak laserskog zavarivanja dubokim taljenjem manje je tolerantan prema razmaku sklopa dijelova koji se zavaruju, a razmak sklopa treba kontrolirati između 0,05 i 2 mm. Ako je montažni razmak prevelik, doći će do nedostataka zavarivanja kao što je poroznost.
Trenutna istraživanja pokazuju da je kod zavarivanja karoserije automobila od istog materijala, optimiziranjem parametara procesa laserskog zavarivanja dubokim taljenjem, moguće dobiti zavar s dobrom površinskom formacijom, manje unutarnjih nedostataka i izvrsnim mehaničkim svojstvima. Izvrsna mehanička svojstva zavara mogu zadovoljiti zahtjeve upotrebe zavarenih komponenti karoserije automobila. Međutim, u zavarivanju karoserije automobila, aluminijska legura-čelik kao predstavnik procesa heterogenog metalnog laserskog dubokog taljenja zavarivanja nije zreo, iako se dodavanjem prijelaznog sloja može postići izvrsna izvedba zavara, ali različiti materijali prijelaznog sloja na Mehanizam utjecaja IMC sloja i njegov učinak na mikrostrukturu mehanizma zavarivanja nije jasan, potrebno je dodatno dubinsko proučavanje.
Postupak zavarivanja punjenja laserskom žicom karoserije automobila
Postupak laserskog zavarivanja punilom temelji se na sljedećem principu: zavareni spoj se formira prethodnim punjenjem zavara određenom žicom ili istodobnim dovođenjem žice tijekom procesa laserskog zavarivanja. To je ekvivalentno dodavanju približno homogene količine žičanog materijala u bazen za zavarivanje tijekom laserskog zavarivanja dubokim taljenjem. Donji dijagram prikazuje postupak zavarivanja laserskim punilom.
U usporedbi s laserskim zavarivanjem dubinskim taljenjem, lasersko zavarivanje punilom ima dvije prednosti u zavarivanju karoserije automobila: prvo, može značajno poboljšati toleranciju montažnog razmaka između dijelova karoserije automobila koji se zavaruju i riješiti problem zahtjeva velikog kosog razmaka za lasersko zavarivanje dubokim taljenjem ; drugo, može poboljšati distribuciju tkiva u području zavara korištenjem žica s različitim sadržajem sastava, a zatim regulirati izvedbu zavara.
U procesu proizvodnje karoserije automobila, postupak laserskog zavarivanja punilom uglavnom se koristi za zavarivanje aluminijskih legura i čeličnih dijelova karoserije. Pogotovo u procesu zavarivanja dijelova karoserije od aluminijske legure, površinska napetost rastaljene posude je mala, što može lako dovesti do kolapsa rastaljene baze, dok postupak zavarivanja laserskim punilom može bolje riješiti problem kolapsa rastaljene posude taljenjem žice u procesu laserskog zavarivanja.
Postupak laserskog lemljenja karoserije automobila
Proces laserskog lemljenja temelji se na sljedećem principu: korištenjem lasera kao izvora topline, laserska zraka se fokusira i zrači na površinu žice, žica se topi, otopljena žica kaplje prema dolje i ispunjava obradak koji se zavaruje, i metalurški učinci kao što su taljenje i difuzija javljaju se između materijala za tvrdo lemljenje i radnog komada, čime se spaja radni komad. Za razliku od postupka laserskog zavarivanja punilom, postupak laserskog lemljenja topi samo žicu, a ne izradak koji treba zavariti. Lasersko tvrdo lemljenje ima dobru stabilnost zavarivanja, ali je vlačna čvrstoća dobivenog zavara niska. Slika 3 prikazuje primjenu postupka laserskog lemljenja u zavarivanju poklopca prtljažnika automobila
U procesu zavarivanja karoserije automobila, postupak laserskog lemljenja uglavnom se koristi za zavarivanje dijelova karoserije koji ne zahtijevaju veliku čvrstoću spoja, kao što je zavarivanje između gornjeg poklopca i bočnih okvira, zavarivanje između gornjeg i donjeg dijela prtljage poklopac pretinca, itd. Gornji poklopac VW, Audija i drugih modela srednje i visoke klase svi se koriste postupkom laserskog lemljenja.
Glavni nedostaci u laserski lemljenim spojevima karoserija automobila uključuju izgrizanje rubova, poroznost, deformaciju zavara itd., a defekti se mogu značajno suzbiti reguliranjem parametara procesa i korištenjem višefokusnog procesa laserskog lemljenja.
Postupak lasersko-lučnog kompozitnog zavarivanja karoserije automobila
Princip postupka lasersko-lučnog kompozitnog zavarivanja je sljedeći: dva izvora topline, laser i luk, koriste se za istovremeno djelovanje na površinu izratka koji se zavaruje, a izradak se topi i skrućuje kako bi se formirao zavareni šav. Donji dijagram prikazuje postupak laserskog zavarivanja.
Lasersko-lučno kompozitno zavarivanje kombinira prednosti laserskog zavarivanja i elektrolučnog zavarivanja: prvo, pod djelovanjem dvostrukih izvora topline, brzina zavarivanja može se povećati, unos topline postaje manji, deformacija zavara je mala, zadržavajući karakteristike laserskog zavarivanja ; drugo, bolja sposobnost premošćivanja, veća je tolerancija montažnog razmaka; treće, brzina skrućivanja rastaljenog bazena postaje sporija, što pogoduje uklanjanju pora, pukotina i drugih nedostataka zavarivanja, poboljšava organizaciju i izvedbu zone pod utjecajem topline. Četvrto, zbog luka, može zavarivati materijali visoke refleksije i visoke toplinske vodljivosti, sa širim rasponom primijenjenih materijala.
U procesu proizvodnje karoserije automobila, postupak lasersko-lučnog kompozitnog zavarivanja uglavnom je zavarivanje komponenti karoserije od aluminijske legure i različitih metala od aluminijske legure i čelika, za montažni razmak većih dijelova zavarivanja, kao što su dio vrata automobila na lokaciji zavarivanja, to je zato što je montažni razmak pogodan za premošćivanje lasersko-lučnog kompozitnog zavarivanja. Osim toga, laser-MIG tehnologija kompozitnog zavarivanja također se primjenjuje na položaj bočne krovne grede karoserije Audija.
U postupku zavarivanja karoserije automobila, lasersko-lučno kompozitno zavarivanje ima prednost velike tolerancije razmaka u usporedbi s pojedinačnim laserskim zavarivanjem, međutim, lasersko-lučno kompozitno zavarivanje zahtijeva sveobuhvatno razmatranje relativnog položaja lasera i luka, parametara laserskog zavarivanja, luka parametara i drugih faktora. Ponašanje prijenosa topline i mase u procesu lasersko-lučnog zavarivanja je složeno, posebno regulacija energije zavarivanja heterogenih materijala i mehanizam regulacije debljine IMC i tkiva još uvijek je nejasan i zahtijeva daljnje jačanje istraživanja.
Ostali postupci laserskog zavarivanja karoserije automobila
Lasersko duboko taljenje, lasersko zavarivanje punilom, lasersko lemljenje i lasersko-lučno kompozitno zavarivanje i drugi postupci zavarivanja imaju zreliju teoriju i širok raspon praktičnih primjena. Kako se zahtjevi automobilske industrije za učinkovitošću zavarivanja karoserije povećavaju i potražnja za zavarivanjem različitih materijala u laganoj proizvodnji raste, lasersko točkasto zavarivanje, lasersko oscilacijsko zavarivanje, zavarivanje s više laserskih zraka i lasersko zavarivanje u letjelici privuklo je pozornost.
Postupak laserskog točkastog zavarivanja
Lasersko točkasto zavarivanje je napredna tehnologija laserskog zavarivanja s izvanrednim prednostima velike brzine zavarivanja i visoke točnosti zavarivanja. Osnovno načelo laserskog točkastog zavarivanja je fokusiranje laserske zrake na točku na dijelu koji se zavariva, tako da se metal na tom mjestu trenutno rastali, a podešavanjem gustoće lasera za postizanje toplinskog vodljivog zavarivanja ili efekta zavarivanja dubokim taljenjem, kada laserska zraka prestane djelovati, tekući metal povrati, skrutne se i formira spoj.
Postoje dva glavna oblika laserskog točkastog zavarivanja: pulsirajuće lasersko točkasto zavarivanje i kontinuirano lasersko točkasto zavarivanje. Laserska zraka kod pulsirajućeg laserskog točkastog zavarivanja ima visoku vršnu energiju, ali je vrijeme djelovanja kratko i općenito se koristi za zavarivanje lakih metala kao što su legure magnezija i legure aluminija. Kod kontinuiranog laserskog točkastog zavarivanja laserska zraka ima visoku prosječnu snagu i dugo vrijeme djelovanja lasera, a najviše se koristi za zavarivanje čelika.
Kod zavarivanja karoserije automobila, u usporedbi s otpornim točkastim zavarivanjem, lasersko točkasto zavarivanje ima prednosti beskontaktne i samostalno dizajnirane putanje točkastog zavarivanja, koja može zadovoljiti zahtjeve za visokokvalitetnim zavarivanjem pod različitim razmacima preklopa materijala karoserije automobila.
Laserski oscilacijski postupak zavarivanja
Lasersko oscilacijsko zavarivanje je nova tehnologija laserskog zavarivanja koja je predložena posljednjih godina i dobila je široku pozornost. Princip ove tehnologije je postizanje brze, uredne i male oscilacije laserske zrake integracijom oscilirajućeg zrcala u lasersku glavu za zavarivanje, čime se postiže efekt miješanja zrake dok se kreće prema naprijed tijekom laserskog zavarivanja.
Glavne oscilacijske putanje u postupku laserskog oscilacijskog zavarivanja uključuju: poprečne oscilacije, uzdužne oscilacije, kružne oscilacije i beskonačne oscilacije. Proces laserskog oscilacijskog zavarivanja ima značajne prednosti u zavarivanju karoserije automobila, budući da se stanje tečenja bazena taline značajno mijenja oscilacijom laserske zrake, tako da postupak može eliminirati nestopljene nedostatke, postići usitnjenost zrna i suzbiti poroznost u zavarivanju isti materijal za karoseriju automobila, i poboljšati probleme nedovoljnog miješanja različitih materijala i loših mehaničkih svojstava zavarenog šava kod zavarivanja različitih materijala za karoseriju automobila.
Postupak zavarivanja s više laserskih zraka
Trenutačno se vlaknasti laseri mogu koristiti za dijeljenje jedne laserske zrake u više laserskih zraka pomoću modula za dijeljenje zrake ugrađenog u glavu za zavarivanje. Zavarivanje višestrukim laserskim zrakama jednako je primjeni više izvora topline u procesu zavarivanja. Podešavanjem raspodjele energije snopa, različiti snopovi mogu ostvariti različite funkcije, kao što su: snop s većom gustoćom energije je glavni snop, odgovoran za zavarivanje dubokim taljenjem; podzraka s nižom gustoćom energije može očistiti i predgrijati površinu materijala i povećati apsorpciju energije laserske zrake od strane materijala.
Proces zavarivanja s više laserskih zraka može poboljšati ponašanje isparavanja cinkove pare i dinamičko ponašanje bazena taline tijekom zavarivanja pocinčanih čeličnih limova, poboljšati problem prskanja i povećati vlačnu čvrstoću zavarenog šava.
Laserski postupak letjećeg zavarivanja
Tehnologija laserskog letjećeg zavarivanja je nova tehnologija laserskog zavarivanja s visokom učinkovitošću zavarivanja i autonomnim dizajnom putanje zavarivanja. Osnovno načelo laserskog letjećeg zavarivanja je da kada laserska zraka upadne na X i Y zrcala zrcala za skeniranje, kut zrcala se kontrolira putem autonomnog programiranja kako bi se postiglo skretanje laserske zrake pod bilo kojim kutom.
Tradicionalno, lasersko zavarivanje karoserije automobila uglavnom se oslanja na robota za zavarivanje koji pokreće lasersku glavu za zavarivanje radi sinkronog gibanja kako bi se postigao učinak zavarivanja. Međutim, repetitivno klipno kretanje robota za zavarivanje ozbiljno ograničava učinkovitost zavarivanja karoserije automobila zbog velikog broja zavara i velike duljine zavara. Nasuprot tome, lasersko zavarivanje može se postići unutar određenog raspona jednostavnim podešavanjem kuta reflektora. Stoga tehnologija laserskog zavarivanja može značajno poboljšati učinkovitost zavarivanja i ima široku perspektivu primjene.
Sažetak
S razvojem automobilske industrije, budućnost tehnologije zavarivanja karoserije nastavit će se razvijati iu procesu zavarivanja iu inteligentnoj tehnologiji.
Karoserija automobila, posebno karoserija novih energetskih vozila, razvija se u smjeru male težine. Lagane legure, kompozitni materijali i heterogeni materijali sve će se više koristiti u automobilskoj karoseriji, konvencionalnim laserskim postupkom zavarivanja teško je ispuniti zahtjeve zavarivanja, tako da će visokokvalitetni i učinkoviti procesi zavarivanja postati budući razvojni trend.
Posljednjih godina, novi procesi laserskog zavarivanja, kao što je lasersko zavarivanje, zavarivanje s više laserskih zraka, lasersko zavarivanje itd., bili su u kvaliteti zavarivanja i učinkovitosti zavarivanja početnih teorijskih istraživanja i istraživanja procesa. Budućnost treba biti usko kombinirani proces laserskog zavarivanja u nastajanju i lagani materijali karoserije automobila, zavarivanje heterogenih materijala i drugi scenariji, dizajn putanje ljuljanja laserske zrake, mehanizam djelovanja energije više laserske zrake i poboljšanje učinkovitosti zavarivanja u letu i drugi aspekti in- dubinsko istraživanje kako bi se istražio zreli postupak zavarivanja karoserije automobila.
Tehnologija laserskog zavarivanja karoserije automobila duboko je integrirana s inteligentnom tehnologijom, očitavanje statusa laserskog zavarivanja karoserije automobila u stvarnom vremenu i povratna kontrola parametara procesa imaju odlučujuću ulogu u kvaliteti zavarivanja. Trenutna inteligentna tehnologija laserskog zavarivanja uglavnom se koristi za planiranje putanje prije zavarivanja i praćenje te kontrolu kvalitete nakon zavarivanja. Domaća i inozemna istraživanja otkrivanja grešaka pri zavarivanju i adaptivne regulacije parametara tek su u povojima, a tehnologija adaptivne kontrole parametara procesa laserskog zavarivanja nije primijenjena u proizvodnji karoserija.
Stoga, za primjenu tehnologije laserskog zavarivanja u karakteristikama procesa zavarivanja karoserije automobila, budućnost bi trebala biti razvijena s naprednim inteligentnim senzorskim sustavom za lasersko zavarivanje s više senzora i brzim i preciznim robotskim sustavom za upravljanje kako bi se osiguralo da lasersko zavarivanje inteligentna tehnologija u stvarnom vremenu i točnost svake veze, putem veze "planiranje putanje prije zavarivanja - parametri zavarivanja, adaptivna kontrola, online pregled kvalitete nakon zavarivanja", kako bi se osigurala visoka kvaliteta i učinkovita obrada.
Maven tvrtka za lasersku automatizaciju fokusirana je na lasersku industriju već 14 godina, specijalizirani smo za lasersko zavarivanje, imamo stroj za lasersko zavarivanje s robotskom rukom, stolni automatski laserski stroj za zavarivanje, ručni laserski stroj za zavarivanje, osim toga, imamo i laserski stroj za zavarivanje, stroj za lasersko rezanje i stroj za graviranje s laserskim označavanjem, imamo puno slučajeva rješenja za lasersko zavarivanje, ako ste zainteresirani, uvijek nas možete kontaktirati.
Vrijeme objave: 9. prosinca 2022
