Како носител на други делови од автомобилот, технологијата на производство на каросеријата директно го одредува целокупниот квалитет на производство на автомобилот. Во процесот на производство на каросерија на автомобили, заварувањето е важен производствен процес. Технологиите за заварување што моментално се користат за заварување на каросерија на автомобили главно вклучуваат отпорно точкесто заварување, заварување со заштитено стопен инертен гас (MIG заварување) и заварување со заштитено стопен активен гас (MAG заварување), како и ласерско заварување.
Како напредна технологија за заварување со оптичко-механичка интеграција, технологијата за ласерско заварување има предности како што се висока густина на енергија, голема брзина на заварување, низок стрес и деформација на заварувањето и добра флексибилност во споредба со традиционалната технологија за заварување на каросеријата на автомобили.
Структурата на каросеријата на автомобилот е комплексна, а деловите на каросеријата се главно тенки ѕидови и закривени компоненти. Заварувањето на каросеријата на автомобилот се соочува со тешкотии при заварувањето, како што се варијации во материјалите на каросеријата, различна дебелина на деловите на каросеријата, различни траектории на заварување и форми на споеви. Покрај тоа, заварувањето на каросеријата на автомобилот има високи барања за квалитет на заварување и ефикасност на заварувањето.
Врз основа на соодветни параметри на процесот на заварување, ласерското заварување може да обезбеди висока цврстина на замор и отпорност на удар на клучните делови од каросеријата на автомобилите при заварување, со што се обезбедува квалитетот и работниот век на заварувањето на каросеријата. Технологијата на ласерско заварување може да се прилагоди на заварување на делови од каросеријата на автомобили со различни форми на спојки, различни дебелини и различни типови материјали, задоволувајќи ја побарувачката за флексибилност во производството на каросерија на автомобили. Затоа, технологијата на ласерско заварување е важно техничко средство за постигнување на висококвалитетен развој на автомобилската индустрија.
Процес на ласерско заварување за каросерии на автомобили
Принцип на процесот на ласерско длабоко фузирано заварување: Кога густината на моќноста на ласерот ќе достигне одредено ниво, површината на материјалот испарува, со што се формира клучалка. Кога притисокот на металната пареа во дупката ќе достигне динамичка рамнотежа со статичкиот притисок и површинскиот напон на околната течност, ласерот може да зрачи низ клучалката до дното на дупката, и со движењето на ласерскиот зрак се формира континуирано заварување. Во процесот на ласерско длабоко фузирано заварување, нема потреба да се додава помошен флукс или филер за да се завари самиот материјал на обработуваниот дел во еден.
Заварскиот шев добиен со ласерско заварување со длабоко топење е генерално мазен и исправен со мала деформација, што е погодно за подобрување на точноста на производството на автомобилската каросерија. Затезната цврстина на заварот е висока, што го обезбедува квалитетот на заварувањето на автомобилската каросерија. Брзината на заварување е голема, што е погодно за подобрување на ефикасноста на производството на заварување.
Во процесот на заварување на каросерија на автомобили, употребата на ласерски процес на длабоко фузирано заварување може значително да го намали бројот на делови, калапи и алатки за заварување, со што се намалува мртвата тежина на каросеријата и трошоците за производство. Сепак, процесот на длабоко фузирано заварување со ласер е помалку толерантен кон празнината помеѓу склопувањето на деловите што треба да се заварат, а празнината помеѓу склопувањето треба да се контролира помеѓу 0,05 и 2 mm. Ако празнината помеѓу склопувањето е преголема, ќе се појават дефекти на заварувањето, како што е порозноста.
Тековните истражувања покажуваат дека при заварување на каросерија на автомобили од ист материјал, со оптимизирање на параметрите на процесот на ласерско длабоко фузирано заварување, можно е да се добие завар со добра површинска формација, помалку внатрешни дефекти и одлични механички својства. Одличните механички својства на заварот можат да ги задоволат барањата за употреба на компонентите за заварување на каросеријата на автомобили. Сепак, во заварувањето на каросерија на автомобили, алуминиумската легура-челик како претставник на хетерогениот процес на ласерско длабоко фузирано заварување на метали не е зрела, иако со додавање на преоден слој може да се добијат одлични перформанси на заварот, но механизмот на влијание на различните материјали на преодниот слој врз IMC слојот и неговиот ефект врз микроструктурата на механизмот за заварување не е јасен, потребно е понатамошно длабинско проучување.
Процес на автоматско заварување со ласерско полнење на жица
Процесот на ласерско заварување со филер се базира на следниов принцип: Заварениот спој се формира со претходно полнење на заварот со специфична жица или со истовремено внесување на жицата за време на процесот на ласерско заварување. Ова е еквивалентно на внесување приближно хомогена количина на жичен материјал во базенот за заварување за време на ласерско длабоко фузирано заварување. Дијаграмот подолу го прикажува процесот на ласерско заварување со филер.
Во споредба со ласерското заварување со длабоко фузија, ласерското заварување со филер има две предности во заварувањето на каросеријата на автомобили: прво, може значително да ја подобри толеранцијата на склопливиот јаз помеѓу деловите од каросеријата на автомобили што треба да се заварат и да го реши проблемот со потребата од висок конусен јаз за ласерско заварување со длабоко фузија; второ, може да ја подобри распределбата на ткивото во областа на заварување со употреба на жици со различен состав, а потоа да ги регулира перформансите на заварувањето.
Во процесот на производство на автомобилски каросерии, процесот на ласерско заварување со филер главно се користи за заварување на делови од алуминиумска легура и челик. Особено во процесот на заварување на делови од алуминиумска легура на автомобилски каросерии, површинскиот напон на стопениот базен е мал, што лесно може да доведе до колапс на стопениот базен, додека процесот на ласерско заварување со филер може подобро да го реши проблемот со колапс на стопениот базен преку топење на жицата во процесот на ласерско заварување.
Процес на ласерско лемење на каросеријата на автомобилот
Процесот на ласерско лемење се базира на следниов принцип: Користејќи ласер како извор на топлина, ласерскиот зрак се фокусира и зрачи на површината на жицата, жицата се топи, стопената жица капе надолу и го исполнува работното парче што треба да се завари, а металуршки ефекти како што се топење и дифузија се јавуваат помеѓу материјалот за лемење и работното парче, со што се спојува работното парче. За разлика од процесот на ласерско заварување со полнење, процесот на ласерско лемење ја топи само жицата, а не и работното парче што треба да се завари. Ласерското лемење има добра стабилност на заварување, но цврстината на затегнување на добиениот завар е ниска. Слика 3 ја прикажува примената на процесот на ласерско лемење во заварувањето на капакот на багажниот простор на автомобилите.
Во процесот на заварување на каросерија на автомобили, процесот на ласерско лемење главно се користи за заварување на делови од каросеријата кои не бараат голема цврстина на спојот, како што е заварувањето помеѓу горниот капак и страничните рамки, заварувањето помеѓу горниот и долниот дел од капакот на багажниот простор итн. Горниот капак на VW, Audi и други средни и високи модели користи процес на ласерско лемење.
Главните дефекти кај ласерски лемените споеви на автомобилските каросерии вклучуваат гризење на рабовите, порозност, деформација на заварот итн., а дефектите можат значително да се потиснат со регулирање на параметрите на процесот и со користење на повеќефокусен процес на ласерско лемење.
Процес на ласерско-лачно композитно заварување на каросеријата на автомобилот
Принципот на процесот на ласерско-лачно композитно заварување е како што следува: два извори на топлина, ласер и лак, се користат за истовремено да дејствуваат на површината на работното парче што треба да се завари, а работното парче се топи и се стврднува за да формира заварски спој. Дијаграмот подолу го прикажува процесот на ласерско-лачно заварување.
Ласерско-лачното композитно заварување ги комбинира предностите на ласерското заварување и лачното заварување: прво, под дејство на двојни извори на топлина, брзината на заварување може да се зголеми, влезот на топлина станува помал, деформацијата на заварот е мала, одржувајќи ги карактеристиките на ласерското заварување; второ, подобра способност за премостување, толеранцијата на празнините во склопувањето е поголема; трето, брзината на зацврстување на стопениот базен станува побавна, што е погодно за елиминирање на порите, пукнатините и другите дефекти на заварувањето, подобрување на организацијата и перформансите на зоната погодена од топлина. Четврто, поради лакот, може да се заваруваат материјали со висока рефлективност и висока топлинска спроводливост, со поширок опсег на применети материјали.
Во процесот на производство на каросерија на автомобили, процесот на ласерско-лачно композитно заварување главно се однесува на заварување на компоненти на каросеријата од алуминиумска легура и различни метали од алуминиумска легура и челик, за склопувачкиот јаз на поголемите делови од заварувањето, како што е местото на заварување на делот од вратата на автомобилот, ова е затоа што склопувачкиот јаз е погоден за перформансите на премостување на ласерско-лачно композитно заварување. Покрај тоа, технологијата на ласерско-MIG лачно композитно заварување се применува и на страничната положба на кровната греда на каросеријата на Audi.
Во процесот на заварување на каросерија на автомобили, ласерско-лачното композитно заварување има предност во однос на големата толеранција на јазот во споредба со едноласерското заварување, меѓутоа, ласерско-лачното композитно заварување бара сеопфатно разгледување на релативната положба на ласерот и лакот, параметрите на лакот за заварување, параметрите на лакот и други фактори. Однесувањето на преносот на топлина и маса во процесот на ласерско-лачно заварување е комплексно, особено регулирањето на енергијата на хетерогено материјално заварување и механизмот на IMC регулирање на дебелината и ткивото е сè уште нејасен и бара понатамошно зајакнување на истражувањата.
Други процеси на ласерско заварување на каросеријата на автомобилот
Ласерското заварување со длабоко топење, ласерското заварување со полнење, ласерското лемење и ласерско-лачното композитно заварување и другите процеси на заварување имаат позрела теорија и широк спектар на практични примени. Со зголемувањето на барањата на автомобилската индустрија за ефикасност на заварувањето на каросеријата и зголемувањето на побарувачката за заварување на различни материјали во лесната индустрија, ласерското точкасто заварување, ласерското осцилаторно заварување, заварувањето со повеќе ласерски зраци и ласерското заварување со летечки зраци добиваат на внимание.
Процес на ласерско заварување на точки
Ласерското точкесто заварување е напредна технологија за ласерско заварување со извонредни предности на голема брзина на заварување и висока точност на заварување. Основниот принцип на ласерското точкесто заварување е да се фокусира ласерскиот зрак на точка на делот што треба да се завари, така што металот во таа точка се топи моментално, а со прилагодување на густината на ласерот за да се постигне заварување со термичка спроводливост или ефект на заварување со длабоко топење, кога ласерскиот зрак ќе престане да работи, течниот метал рефлуксира, се стврднува и формира спој.
Постојат две главни форми на ласерско точкесто заварување: пулсно ласерско точкесто заварување и континуирано ласерско точкесто заварување. Ласерскиот зрак кај пулсното ласерско точкесто заварување има висока врвна енергија, но времето на дејствување е кратко и генерално се користи за заварување на лесни метали како што се легури на магнезиум и легури на алуминиум. Кај континуираното ласерско точкесто заварување, ласерскиот зрак има висока просечна моќност и долго време на дејство на ласерот и најчесто се користи за заварување на челик.
Кај заварувањето на каросеријата на автомобили, во споредба со отпорното точкасто заварување, ласерското точкасто заварување има предности на бесконтактна и самодизајнирана траекторија на точкасто заварување, што може да ги задоволи барањата за висококвалитетно заварување под различни празнини на материјалите на каросеријата на автомобили.
Процес на ласерско осцилирање на заварување
Ласерското осцилациско заварување е нова технологија за ласерско заварување која е предложена во последниве години и доби широко внимание. Принципот на оваа технологија е да се постигне брзо, уредно и мало осцилирање на ласерскиот зрак со интегрирање на осцилирачко огледало во главата за ласерско заварување, со што се постигнува ефектот на мешање на зракот додека се движи напред за време на ласерското заварување.
Главните траектории на осцилација во процесот на ласерско осцилирање на заварување вклучуваат: попречна осцилација, лонгитудинална осцилација, кружна осцилација и бесконечна осцилација. Процесот на ласерско осцилирање на заварување има значајни предности во заварувањето на автомобилски каросерии, бидејќи состојбата на проток на топениот базен значително се менува со осцилацијата на ласерскиот зрак, така што процесот може да ги елиминира дефектите што не се споиле, да постигне рафинирање на зрната и да ја потисне порозноста при заварувањето на истиот материјал за автомобилски каросерии, како и да ги подобри проблемите на недоволно мешање на различни материјали и лоши механички својства на заварскиот шев при заварување на различни материјали за автомобилски каросерии.
Процес на заварување со повеќе ласерски зрак
Во моментов, фибер ласери може да се користат за делење на еден ласерски зрак на повеќе ласерски зраци со помош на модул за разделување на зракот инсталиран во главата за заварување. Заварувањето со повеќе ласерски зраци е еквивалентно на примена на повеќе извори на топлина во процесот на заварување. Со прилагодување на распределбата на енергијата на зракот, различните зраци можат да постигнат различни функции, како што се: зракот со поголема густина на енергија е главен зрак, одговорен за заварување со длабоко топење; подзракот со помала густина на енергија може да ја исчисти и претходно да ја загрее површината на материјалот и да ја зголеми апсорпцијата на енергијата на ласерскиот зрак од страна на материјалот.
Процесот на заварување со повеќе ласерски зрак може да го подобри однесувањето на испарување на цинковата пареа и динамичкото однесување на базенот на топење за време на заварувањето на поцинкувани челични лимови, да го подобри проблемот со прскање и да ја зголеми затегнувачката цврстина на заварскиот спој.
Процес на ласерско заварување со лет
Технологијата за ласерско летечко заварување е нова технологија за ласерско заварување со висока ефикасност на заварување и автономен дизајн на траекторијата на заварување. Основниот принцип на ласерското летечко заварување е дека кога ласерскиот зрак паѓа на X и Y огледалата на скенирачкото огледало, аголот на огледалото се контролира преку автономно програмирање за да се постигне отклонување на ласерскиот зрак под кој било агол.
Традиционално, ласерското заварување на каросерија на автомобили главно се потпира на роботот за заварување кој ја движи главата за ласерско заварување за синхроно движење за да се постигне ефектот на заварување. Сепак, повторувачкото реципрочно движење на роботот за заварување сериозно ја ограничува ефикасноста на заварувањето на каросеријата на автомобили поради големиот број на заварувања и долгата должина на заварувањата. Спротивно на тоа, ласерското летечко заварување може да се постигне во одреден опсег со едноставно прилагодување на аголот на рефлекторот. Затоа, технологијата на ласерско летечко заварување може значително да ја подобри ефикасноста на заварувањето и има широка перспектива за примена.
Резиме
Со развојот на автомобилската индустрија, иднината на технологијата за заварување на каросеријата ќе продолжи да се развива и во процесот на заварување и во интелигентната технологија.
Каросеријата на автомобилите, особено каросеријата на возилата со нова енергија, се развива во насока на мала тежина. Лесните легури, композитните материјали и хетерогените материјали ќе бидат пошироко користени во каросеријата на автомобилите, конвенционалниот процес на ласерско заварување е тешко да ги задоволи барањата за заварување, па затоа висококвалитетниот и ефикасен процес на заварување ќе стане тренд во иднина.
Во последниве години, новите процеси на ласерско заварување, како што се ласерското заварување со нишалка, заварувањето со повеќе ласерски зраци, ласерското заварување со лет итн., беа во почетните теоретски истражувања и истражување на квалитетот на заварувањето и ефикасноста на заварувањето. Иднината треба да биде тесно комбинирање на новите процеси на ласерско заварување и лесни материјали за каросерија на автомобили, заварување со хетерогени материјали и други сценарија, дизајнот на траекторијата на нишалка на ласерскиот зрак, механизмот на дејство на енергијата на повеќе ласерски зраци и подобрувањето на ефикасноста на заварувањето со лет и други аспекти на длабинско истражување за да се истражи зрелиот процес на заварување со лесни автомобили.
Технологијата за ласерско заварување на каросеријата на автомобили е длабоко интегрирана со интелигентната технологија, сензорирањето во реално време на статусот на ласерското заварување на каросеријата на автомобили и повратната контрола на параметрите на процесот имаат одлучувачка улога во квалитетот на заварувањето. Сегашната интелигентна технологија за ласерско заварување најчесто се користи за планирање и следење на траекторијата пред заварувањето и за проверка на квалитетот по заварувањето. Домашните и странските истражувања за откривање на дефекти на заварувањето и адаптивна регулација на параметрите се сè уште во повој, а технологијата за адаптивна контрола на параметрите на процесот на ласерско заварување не е применета во производството на каросерија на автомобили.
Затоа, за примена на технологијата за ласерско заварување во карактеристиките на процесот на заварување на каросеријата на автомобили, иднината треба да се развива со напреден систем за интелигентно мерење со повеќе сензорски јадра за ласерско заварување и систем за контрола со голема брзина и голема прецизност за роботско заварување, за да се обезбеди интелигентна технологија за ласерско заварување во реално време и точност на секоја врска, преку врската „планирање на траекторијата пред заварување - адаптивна контрола на параметрите на заварување, онлајн инспекција на квалитетот по заварувањето“, за да се обезбеди висок квалитет и ефикасна обработка.
Компанијата за ласерска автоматизација Maven се фокусира на ласерската индустрија веќе 14 години, специјализирана сме во ласерско заварување, имаме машина за ласерско заварување со роботска рака, машина за автоматско ласерско заварување на маса, рачна машина за ласерско заварување, покрај тоа, имаме и машина за ласерско заварување, машина за ласерско сечење и машина за гравирање со ласерско обележување, имаме многу решенија за ласерско заварување, доколку сте заинтересирани, секогаш можете да не контактирате.
Време на објавување: 09.12.2022
