Як носьбіт іншых частак аўтамабіля, тэхналогія вырабу кузава непасрэдна вызначае агульную якасць вырабу аўтамабіля. Важным вытворчым працэсам у працэсе вытворчасці аўтамабільных кузаваў з'яўляецца зварка. Зварачныя тэхналогіі, якія ў цяперашні час выкарыстоўваюцца для зваркі кузава аўтамабіляў, у асноўным уключаюць кропкавую зварку супрацівам, зварку ў абароненым газе (зварка MIG) і зварку ў абароненым газе (зварка MAG), а таксама лазерную зварку.
Будучы перадавой тэхналогіяй зваркі з оптыка-механічнай інтэграцыяй, тэхналогія лазернай зваркі мае такія перавагі, як высокая шчыльнасць энергіі, высокая хуткасць зваркі, нізкае напружанне і дэфармацыя пры зварцы, а таксама добрая гнуткасць у параўнанні з традыцыйнай тэхналогіяй зваркі кузава аўтамабіляў.
Канструкцыя кузава аўтамабіля складаная, і часткі кузава ў асноўным складаюцца з танкасценных і выгнутых кампанентаў. Зварка кузава аўтамабіля сутыкаецца з цяжкасцямі зваркі, такімі як розныя матэрыялы кузава, розная таўшчыня частак кузава, розныя траекторыі зваркі і формы злучэнняў. Акрамя таго, зварка аўтамабільных кузаваў прад'яўляе высокія патрабаванні да якасці зваркі і эфектыўнасці зваркі.
На аснове адпаведных параметраў працэсу зваркі лазерная зварка можа забяспечыць высокую трываласць на стомленасць і ўдарную глейкасць ключавых частак кузава аўтамабіля пры зварцы, забяспечваючы такім чынам якасць і тэрмін службы зваркі кузава. Тэхналогія лазернай зваркі можа прыстасоўвацца да зваркі дэталяў кузава аўтамабіляў з рознымі формамі злучэнняў, рознай таўшчынёй і рознымі тыпамі матэрыялаў, задавальняючы патрабаванні гібкасці ў вытворчасці кузаваў аўтамабіляў. Такім чынам, тэхналогія лазернай зваркі з'яўляецца важным тэхнічным сродкам для дасягнення якаснага развіцця аўтамабільнай прамысловасці.
Працэс лазернай зваркі аўтамабільных кузаваў
Прынцып працэсу лазернай зваркі глыбокім плаўленнем: калі шчыльнасць магутнасці лазера дасягае пэўнага ўзроўню, паверхня матэрыялу выпараецца, утвараючы такім чынам замочную свідравіну. Калі ціск пароў металу ўнутры адтуліны дасягае дынамічнай раўнавагі са статычным ціскам і павярхоўным нацяжэннем навакольнай вадкасці, лазер можа выпраменьваць праз замочную свідравіну на дно адтуліны, і пры руху лазернага прамяня ствараецца бесперапынны зварны шво. сфарміраваны. У працэсе лазернай зваркі глыбокім плаўленнем няма неабходнасці дадаваць дапаможны флюс або напаўняльнік для зваркі ўласнага матэрыялу нарыхтоўкі ў адно цэлае.
Зварны шво, атрыманы з дапамогай лазернай зваркі глыбокім расплаўленнем, звычайна гладкі і прамы з невялікай дэфармацыяй, што спрыяе павышэнню дакладнасці вырабу кузава аўтамабіля. Трываласць зварнога шва на разрыў высокая, што забяспечвае якасць зваркі кузава аўтамабіля. Хуткасць зваркі высокая, што спрыяе павышэнню эфектыўнасці зварачнага вытворчасці.
У працэсе зваркі кузава аўтамабіляў выкарыстанне працэсу лазернай зваркі глыбокім плаўленнем можа значна скараціць колькасць дэталяў, прэс-формаў і зварачных інструментаў, тым самым зніжаючы ўласную масу кузава і вытворчыя выдаткі. Аднак працэс лазернай зваркі глыбокім плаўленнем менш устойлівы да зазору ў зборцы зварваемых дэталяў, і зазор у зборцы неабходна кантраляваць у межах ад 0,05 да 2 мм. Калі зазор пры зборцы занадта вялікі, узнікнуць дэфекты зваркі, такія як сітаватасць.
Сучасныя даследаванні паказваюць, што пры зварцы кузава аўтамабіля з таго ж матэрыялу, аптымізуючы параметры працэсу лазернай зваркі глыбокім плаўленнем, можна атрымаць зварны шво з добрым фарміраваннем паверхні, меншай колькасцю ўнутраных дэфектаў і выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі. Выдатныя механічныя ўласцівасці зварнога шва могуць адпавядаць патрабаванням выкарыстання зварных кампанентаў кузава аўтамабіля. Тым не менш, у працэсе зваркі кузава аўтамабіля алюмініевы сплаў-сталь як прадстаўнік гетэрагеннай лазернай зваркі глыбокім плаўленнем металаў не з'яўляецца спелым, хоць шляхам дадання пераходнага пласта можна атрымаць выдатныя характарыстыкі зварнога шва, але розныя матэрыялы пераходнага пласта на Механізм уплыву пласта IMC і яго ўплыў на мікраструктуру зварнога механізму не ясны, патрабуе далейшага глыбокага вывучэння.
Працэс зваркі кузава лазерам
Працэс лазернай прысадачнай зваркі заснаваны на наступным прынцыпе: зварное злучэнне ўтвараецца шляхам папярэдняга запаўнення зварнога шва пэўным дротам або адначасовай падачы дроту ў працэсе лазернай зваркі. Гэта эквівалентна падачы прыкладна аднастайнай колькасці драцянога матэрыялу ў зварачную ванну падчас лазернай зваркі глыбокім плаўленнем. На схеме ніжэй паказаны працэс лазернай зваркі прысадкай.
У параўнанні з лазернай зваркай глыбокім плаўленнем, лазерная зварка прысадкавым напаўняльнікам мае дзве перавагі ў зварцы кузава аўтамабіляў: па-першае, яна можа значна палепшыць дапушчальны зазор паміж часткамі кузава аўтамабіля, якія зварваюцца, і вырашыць праблему патрабаванняў да вялікага зазору скосу для лазернай зваркі глыбокім плаўленнем ; па-другое, ён можа палепшыць размеркаванне тканіны ў зоне зваркі, выкарыстоўваючы правады з розным утрыманнем складу, а затым рэгуляваць прадукцыйнасць зваркі.
У працэсе вытворчасці аўтамабільных кузаваў лазерная зварка ў асноўным выкарыстоўваецца для зваркі алюмініевых сплаваў і сталёвых частак кузава. Асабліва ў працэсе зваркі дэталяў кузава аўтамабіля з алюмініевага сплаву павярхоўнае нацяжэнне расплаўленай ванны невялікае, што можа лёгка прывесці да калапсу расплаўленай ванны, у той час як працэс лазернай зваркі напаўняльнікам можа лепш вырашыць праблему калапсу расплаўленай ванны. праз расплаўленне дроту ў працэсе лазернай зваркі.
Працэс лазернай пайкі кузава аўтамабіля
Працэс лазернай пайкі заснаваны на наступным прынцыпе: пры выкарыстанні лазера ў якасці крыніцы цяпла лазерны прамень факусуецца і выпраменьваецца на паверхню дроту, дрот плавіцца, расплаўлены дрот сцякае ўніз і запаўняе нарыхтоўку, якую трэба зварыць, і металургічныя эфекты, такія як плаўленне і дыфузія, адбываюцца паміж прыпоем і нарыхтоўкай, тым самым злучаючы нарыхтоўку. У адрозненне ад працэсу лазернай зваркі напаўняльнікам, працэс лазернай пайкі расплаўляе толькі дрот, а не нарыхтоўку, якую трэба зварыць. Лазерная пайка мае добрую стабільнасць пры зварцы, але трываласць на разрыў атрыманага зварнога шва нізкая. На малюнку 3 паказана прымяненне працэсу лазернай пайкі пры зварцы вечка багажнага аддзялення аўтамабіля
У працэсе зваркі кузава аўтамабіля лазерная пайка ў асноўным выкарыстоўваецца для зваркі частак кузава, якія не патрабуюць высокай трываласці злучэння, напрыклад, зварка паміж верхняй вечкам і бакавымі ашалёўкамі, зварка паміж верхняй і ніжняй часткамі багажніка. вечка адсека і г. д. Верхняя вечка VW, Audi і іншых мадэляў сярэдняга і высокага класа ўсе з выкарыстаннем працэсу лазернай пайкі.
Асноўныя дэфекты лазернай паяння злучэнняў аўтамабільных кузаваў ўключаюць у сябе абгрызанне краёў, сітаватасць, дэфармацыю зварнога шва і г.д., і дэфекты могуць быць значна ліквідаваны шляхам рэгулявання параметраў працэсу і выкарыстання працэсу шматфакусавай лазернай пайкі.
Працэс лазерна-дугавой кампазітнай зваркі кузава аўтамабіля
Прынцып працэсу лазерна-дугавой кампазітнай зваркі заключаецца ў наступным: дзве крыніцы цяпла, лазер і дуга, выкарыстоўваюцца для адначасовага ўздзеяння на паверхню нарыхтоўкі, якая зварваецца, і нарыхтоўка расплаўляецца і застывае з адукацыяй зварнога шва. На схеме ніжэй паказаны працэс лазерна-дугавой зваркі.
Лазерна-дугавая кампазітная зварка спалучае ў сабе перавагі лазернай зваркі і дуговой зваркі: па-першае, пад дзеяннем падвойных крыніц цяпла можна павялічыць хуткасць зваркі, паменшыцца падвод цяпла, невялікая дэфармацыя зварнога шва, захоўваючы характарыстыкі лазернай зваркі. ; па-другое, лепшая здольнасць пераадолення, талерантнасць да зазору зборкі больш; па-трэцяе, хуткасць зацвярдзення расплаўленай ванны становіцца меншай, што спрыяе ліквідацыі пор, расколін і іншых дэфектаў зваркі, паляпшэнню арганізацыі і прадукцыйнасці зоны тэрмічнага ўздзеяння. Па-чацвёртае, з-за дугі, яна здольная зварваць матэрыялы з высокай адбівальнай здольнасцю і высокай цеплаправоднасцю, з больш шырокім дыяпазонам ужывальных матэрыялаў.
У працэсе вытворчасці аўтамабільнага кузава працэс лазерна-дугавой кампазітнай зваркі - гэта ў асноўным зварка кампанентаў кузава з алюмініевага сплаву і алюмініевага сплаву - сталі, разнастайных металаў, для зборачнага зазору вялікіх частак зваркі, такіх як частка дзвярэй аўтамабіля ў месцы размяшчэння зваркі, гэта адбываецца таму, што зазор у зборцы спрыяе лазерна-дугавой кампазітнай зварцы. Акрамя таго, тэхналогія дугавой кампазітнай зваркі лазерам-MIG таксама прымяняецца да бакавой бэлькі даху кузава Audi.
У працэсе зваркі кузава аўтамабіля лазерна-дугавая кампазітная зварка мае перавагу ў выглядзе вялікага допуску на зазор у параўнанні з адной лазернай зваркай, аднак лазерна-дугавая кампазітная зварка патрабуе ўсебаковага ўліку адноснага размяшчэння лазера і дугі, параметраў лазернай зваркі, дугі параметры і іншыя фактары. Паводзіны цепла- і масаабмену ў працэсе лазерна-дугавой зваркі з'яўляюцца складанымі, асабліва рэгуляванне энергіі зваркі гетэрагенных матэрыялаў і механізм рэгулявання таўшчыні IMC і тканіны ўсё яшчэ незразумелы і патрабуе далейшага ўзмацнення даследаванняў.
Іншыя працэсы лазернай зваркі аўтамабільных кузаваў
Лазерная зварка глыбокім плаўленнем, лазерная зварка напаўняльнікам, лазерная пайка і лазерна-дугавая зварка кампазітаў і іншыя працэсы зваркі маюць больш спелую тэорыю і шырокі спектр практычных прымянення. Па меры павелічэння патрабаванняў аўтамабільнай прамысловасці да эфектыўнасці зваркі кузава і ўзрастання попыту на зварку разнастайных матэрыялаў у лёгкай вытворчасці прыцягнулі ўвагу лазерная кропкавая зварка, лазерная вагальная зварка, шматлазерная зварка і лазерная зварка.
Працэс лазернай кропкавай зваркі
Лазерная кропкавая зварка - гэта перадавая тэхналогія лазернай зваркі з выдатнымі перавагамі высокай хуткасці зваркі і высокай дакладнасці зваркі. Асноўны прынцып лазернай кропкавай зваркі заключаецца ў тым, каб сфакусаваць лазерны прамень у кропцы зварваемай дэталі, каб метал у гэтай кропцы імгненна расплавіўся, і шляхам рэгулявання шчыльнасці лазера для дасягнення зваркі цеплаправоднасцю або эфекту зваркі глыбокім плаўленнем, калі лазерны прамень перастае працаваць, вадкі метал кіпіць, застывае і ўтварае злучэнне.
Ёсць дзве асноўныя формы лазернай кропкавай зваркі: імпульсная лазерная кропкавая зварка і бесперапынная лазерная кропкавая зварка. Лазерны прамень пры імпульснай лазернай кропкавай зварцы мае высокую пікавую энергію, але час дзеяння кароткі, і звычайна выкарыстоўваецца для зваркі лёгкіх металаў, такіх як магніевыя і алюмініевыя сплавы. Пры бесперапыннай лазернай кропкавай зварцы лазерны прамень мае высокую сярэднюю магутнасць і працяглы час дзеяння лазера і ў асноўным выкарыстоўваецца для зваркі сталі.
Пры зварцы кузава аўтамабіля, у параўнанні з кропкавай зваркай супраціўленнем, лазерная кропкавая зварка мае перавагі ў выглядзе бескантактавай і самастойна распрацаванай траекторыі кропкавай зваркі, якая можа задаволіць попыт на высакаякасную зварку пры розных зазорах паміж матэрыяламі кузава аўтамабіля.
Працэс лазернай вагальнай зваркі
Лазерная вагальная зварка - гэта новая тэхналогія лазернай зваркі, якая была прапанавана ў апошнія гады і атрымала шырокую ўвагу. Прынцып гэтай тэхналогіі заключаецца ў дасягненні хуткіх, упарадкаваных і малых ваганняў лазернага прамяня шляхам інтэграцыі вагальнага люстэрка ў лазерную зварачную галоўку, такім чынам дасягаючы эфекту мяшання прамяня падчас руху наперад падчас лазернай зваркі.
Асноўныя траекторыі ваганняў у працэсе лазернай вагальнай зваркі ўключаюць: папярочныя ваганні, падоўжныя ваганні, кругавыя ваганні і бясконцыя ваганні. Працэс лазернай асцыляцыйнай зваркі мае значныя перавагі ў зварцы кузава аўтамабіляў, паколькі стан цякучасці ванны расплаву значна змяняецца ваганнем лазернага прамяня, таму гэты працэс можа ліквідаваць нерасплаўленыя дэфекты, дасягнуць драбнення зерня і здушыць сітаватасць пры зварцы адзін і той жа матэрыял кузава аўтамабіля, а таксама вырашыць праблемы недастатковага змешвання розных матэрыялаў і дрэнных механічных уласцівасцей зварнога шва пры зварцы розных матэрыялаў кузава аўтамабіля.
Шматлазерны працэс зваркі
У цяперашні час валаконныя лазеры можна выкарыстоўваць для падзелу аднаго лазернага прамяня на некалькі лазерных прамянёў з дапамогай модуля падзелу прамяня, усталяванага ў зварачнай галоўцы. Шматлазерная зварка эквівалентная прымяненню некалькіх крыніц цяпла ў працэсе зваркі. Рэгулюючы размеркаванне энергіі прамяня, розныя прамяні могуць выконваць розныя функцыі, такія як: прамень з больш высокай шчыльнасцю энергіі з'яўляецца галоўным прамянём, адказным за зварку ў глыбокім расплаве; падпрамень з меншай шчыльнасцю энергіі можа ачысціць і папярэдне нагрэць паверхню матэрыялу і павялічыць паглынанне энергіі лазернага прамяня матэрыялам.
Працэс зваркі з некалькімі лазернымі прамянямі можа палепшыць характарыстыкі выпарэння пароў цынку і дынамічныя паводзіны ванны расплаву падчас зваркі лістоў ацынкаванай сталі, вырашыць праблему распылення і павысіць трываласць на разрыў зварнога шва.
Працэс лазернай палётнай зваркі
Тэхналогія лазернай пралётнай зваркі - гэта новая тэхналогія лазернай зваркі з высокай эфектыўнасцю зваркі і аўтаномным праектаваннем траекторыі зваркі. Асноўны прынцып лазернай палётнай зваркі заключаецца ў тым, што калі лазерны прамень падае на люстэркі X і Y сканіруючага люстэрка, вугал люстэрка кіруецца з дапамогай аўтаномнага праграмавання для дасягнення адхілення лазернага прамяня пад любым вуглом.
Традыцыйна лазерная зварка кузава аўтамабіля ў асноўным абапіраецца на зварачны робат, які кіруе лазернай зварачнай галоўкай для сінхроннага руху для дасягнення эфекту зваркі. Аднак паўторныя зваротна-паступальныя руху зварачнага робата сур'ёзна абмяжоўваюць эфектыўнасць зваркі кузава аўтамабіля з-за вялікай колькасці зварных швоў і вялікай даўжыні зварных швоў. У адрозненне ад гэтага, лазерная палётная зварка можа быць дасягнута ў пэўным дыяпазоне простым рэгуляваннем вугла адбівальніка. Такім чынам, тэхналогія лазернай лятальнай зваркі дазваляе значна павысіць эфектыўнасць зваркі і мае шырокія перспектывы прымянення.
Рэзюмэ
З развіццём аўтамабільнай прамысловасці будучыня тэхналогіі зваркі кузава будзе працягваць развівацца як у працэсе зваркі, так і ў інтэлектуальных тэхналогіях.
Аўтамабільны кузаў, асабліва новы энергетычны кузаў, развіваецца ў напрамку памяншэння вагі. Лёгкія сплавы, кампазітныя матэрыялы і гетэрагенныя матэрыялы будуць больш шырока выкарыстоўвацца ў аўтамабільных кузавах, звычайны працэс лазернай зваркі цяжка задаволіць патрабаванні да зваркі, таму высокая якасць і эфектыўны працэс зваркі стане будучай тэндэнцыяй развіцця.
У апошнія гады новыя працэсы лазернай зваркі, такія як лазерная паваротная зварка, зварка з некалькімі лазернымі прамянямі, лазерная зварка і г.д., былі ў якасці зваркі і эфектыўнасці зваркі першапачатковых тэарэтычных даследаванняў і вывучэння працэсу. Будучыня павінна быць за новымі працэсамі лазернай зваркі і лёгкімі матэрыяламі для кузава аўтамабіляў, зваркай гетэрагенных матэрыялаў і іншымі сцэнарыямі ў цесным спалучэнні, распрацоўкай траекторыі павароту лазернага прамяня, механізмам дзеяння энергіі шматлазернага прамяня і павышэннем эфектыўнасці зваркі ў палёце і іншымі аспектамі ін- глыбокія даследаванні для вывучэння спелага працэсу зваркі лёгкіх аўтамабільных кузаваў.
Тэхналогія лазернай зваркі кузава аўтамабіля глыбока інтэгруецца з інтэлектуальнай тэхналогіяй, вызначэнне стану лазернай зваркі кузава аўтамабіля ў рэжыме рэальнага часу і кантроль параметраў працэсу па зваротнай сувязі гуляюць вырашальную ролю ў якасці зваркі. Сучасная інтэлектуальная тэхналогія лазернай зваркі ў асноўным выкарыстоўваецца для планавання і адсочвання траекторыі перад зваркай, а таксама кантролю якасці пасля зваркі. Айчынныя і замежныя даследаванні ў галіне выяўлення дэфектаў зваркі і адаптыўнага рэгулявання параметраў знаходзяцца яшчэ ў зачаткавым стане, а тэхналогія адаптыўнага кантролю параметраў працэсу лазернай зваркі не прымянялася ў вытворчасці аўтамабіляў.
Такім чынам, для прымянення тэхналогіі лазернай зваркі ў характарыстыках працэсу зваркі кузава аўтамабіля будучыня павінна быць распрацавана з перадавой інтэлектуальнай сістэмай адчування для лазернай зваркі з некалькімі датчыкамі і сістэмай кіравання высакахуткасным высокадакладным зварачным робатам, каб гарантаваць, што лазерная зварка інтэлектуальная тэхналогія ў рэжыме рэальнага часу і дакладнасць кожнага звяна, праз спасылку «Планаванне траекторыі перад зваркай - параметры зваркі, адаптыўнае кіраванне, якасць пасля зваркі ў Інтэрнэце», каб забяспечыць высокую якасць і эфектыўную апрацоўку.
Кампанія Maven лазернай аўтаматызацыі засяроджваецца на лазернай прамысловасці на працягу 14 гадоў, мы спецыялізуемся на лазернай зварцы, у нас ёсць лазерны зварачны апарат з рабатызаванай рукой, настольны аўтаматычны лазерны зварачны апарат, ручной лазерны зварачны апарат, акрамя таго, у нас таксама ёсць лазерны зварачны апарат, лазерны рэзкавы апарат і гравіравальны станок для лазернай маркіроўкі, у нас ёсць шмат рашэнняў для лазернай зваркі, калі вы зацікаўлены, вы заўсёды можаце звязацца з намі.
Час публікацыі: 9 снежня 2022 г
