Az autó egyéb alkatrészeinek hordozójaként a karosszéria gyártási technológiája közvetlenül meghatározza az autó általános gyártási minőségét. Az autókarosszéria-gyártás folyamatában a hegesztés fontos gyártási folyamat. Az autókarosszéria-hegesztéshez jelenleg használt hegesztési technológiák főként az ellenállás-ponthegesztést, az olvadt inertgázos védőhegesztést (MIG-hegesztés) és az olvadt aktívgázos védőívhegesztést (MAG-hegesztés), valamint a lézeres hegesztést foglalják magukban.
Fejlett, optikai-mechanikai integrációval rendelkező hegesztési technológiaként a lézeres hegesztési technológia előnyei a nagy energiasűrűség, a gyors hegesztési sebesség, az alacsony hegesztési feszültség és deformáció, valamint a jó rugalmasság a hagyományos karosszéria-hegesztési technológiához képest.
Az autó karosszériája összetett, a karosszéria részei főleg vékony falú és ívelt alkatrészek. Az autókarosszéria-hegesztés olyan hegesztési nehézségekkel szembesül, mint például a karosszéria anyagok változatossága, a karosszériaelemek eltérő vastagsága, a különböző hegesztési pályák és kötésformák. Ezenkívül az autókarosszéria-hegesztés magas követelményeket támaszt a hegesztés minőségével és hegesztési hatékonyságával szemben.
A megfelelő hegesztési folyamatparaméterek alapján a lézeres hegesztés biztosítja a kulcsfontosságú karosszériaelemek nagy kifáradási szilárdságát és ütésállóságát hegesztéskor, így biztosítva a testhegesztés minőségét és élettartamát. A lézeres hegesztési technológia alkalmazkodik a különböző kötésformájú, különböző vastagságú és különböző anyagtípusú karosszériaelemek hegesztéséhez, kielégítve az autókarosszéria-gyártás rugalmassági igényét. Ezért a lézeres hegesztési technológia az autóipar magas színvonalú fejlesztésének fontos technikai eszköze.
Lézeres hegesztési eljárás autókarosszériákhoz
A lézeres mélyfúziós hegesztési eljárás elve: Amikor a lézer teljesítménysűrűsége elér egy bizonyos szintet, az anyag felülete elpárolog, így kulcslyukat képez. Amikor a lyukon belüli fémgőznyomás dinamikus egyensúlyba kerül a környező folyadék statikus nyomásával és felületi feszültségével, a lézer a kulcslyukon keresztül a lyuk aljára sugározhat be, és a lézersugár mozgásával folyamatos hegesztés jön létre. kialakult. A lézeres mélyfúziós hegesztési eljárásban nincs szükség segédfolyasztószer vagy töltőanyag hozzáadására a munkadarab saját anyagának egybehegesztéséhez.
A lézeres mélyhegesztéssel kapott hegesztési varrat általában sima és egyenes, kis deformációval, ami elősegíti az autótest gyártási pontosságának javítását. A hegesztési varrat szakítószilárdsága nagy, ami biztosítja az autótest hegesztési minőségét. A hegesztési sebesség gyors, ami elősegíti a hegesztési gyártás hatékonyságának javítását.
Az automatikus karosszéria-hegesztési folyamatban a lézeres mélyfúziós hegesztési eljárás jelentősen csökkentheti az alkatrészek, a formák és a hegesztőszerszámok számát, ezáltal csökkentve a test önsúlyát és a gyártási költségeket. A lézeres mélyhegesztési eljárás azonban kevésbé tolerálja a hegesztendő alkatrészek összeszerelési hézagát, és az összeszerelési hézagot 0,05 és 2 mm között kell szabályozni. Ha az összeszerelési rés túl nagy, hegesztési hibák, például porozitás lépnek fel.
A jelenlegi kutatások azt mutatják, hogy ugyanazon anyag önműködő karosszéria-hegesztésénél a lézeres mélyömlesztéses hegesztés folyamatparamétereinek optimalizálásával jó felületképződéssel, kevesebb belső hibával és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező hegesztést lehet kapni. A varrat kiváló mechanikai tulajdonságai megfelelnek az autókarosszéria-hegesztett alkatrészek használati követelményeinek. Az autókarosszéria-hegesztésben azonban az alumíniumötvözet-acél, mint a heterogén fémlézeres mélyfúziós hegesztési eljárás képviselője nem érett, bár átmeneti réteg hozzáadásával kiváló hegesztési teljesítmény érhető el, de a különböző átmeneti réteg anyagok a Az IMC réteg hatásmechanizmusa és a hegesztési mechanizmus mikroszerkezetére gyakorolt hatása nem világos, további mélyreható tanulmányozást igényel.
Automatikus karosszéria lézerhuzaltöltésű hegesztési folyamat
A lézeres töltőhegesztési eljárás a következő elven alapul: A hegesztett kötést a hegesztési varrat meghatározott huzallal történő előtöltésével vagy a huzal egyidejű betáplálásával alakítják ki a lézeres hegesztési folyamat során. Ez egyenértékű azzal, mintha megközelítőleg homogén mennyiségű huzalanyagot adagolnánk a hegesztőmedencébe a lézeres mélyhegesztés során. Az alábbi diagram a lézeres töltőhegesztési folyamatot mutatja be.
A lézeres mélyfúziós hegesztéssel összehasonlítva a lézeres töltőhegesztésnek két előnye van az automatikus karosszéria-hegesztésben: először is jelentősen javíthatja a hegesztendő karosszéria-alkatrészek közötti szerelési hézag tűréshatárát, és megoldhatja a lézeres mélyhegesztési hegesztés magas kúprés-igényének problémáját. ; másodszor, különböző összetételű huzalok használatával javíthatja a szöveteloszlást a hegesztési területen, majd szabályozhatja a hegesztési teljesítményt.
Az autókarosszéria-gyártás folyamatában a lézeres töltőhegesztési eljárást főként alumíniumötvözet és acél karosszériarészek hegesztésére használják. Különösen az autó karosszériájának alumíniumötvözet alkatrészeinek hegesztési folyamatában az olvadt medence felületi feszültsége kicsi, ami könnyen az olvadt medence összeomlásához vezethet, míg a lézeres töltőanyag-hegesztési eljárás jobban megoldhatja az olvadt medence összeomlásának problémáját. a huzal megolvadása révén a lézeres hegesztési folyamat során.
Autóipari karosszéria lézeres keményforrasztási eljárás
A lézeres keményforrasztás a következő elven alapul: A lézert hőforrásként használva a lézersugarat a huzal felületére fókuszálják és besugározzák, a huzal megolvad, az olvadt huzal lecsöpög és kitölti a hegesztendő munkadarabot, és kohászati hatások, például olvadás és diffúzió lépnek fel a keményforrasztó anyag és a munkadarab között, és ezáltal összekapcsolódnak a munkadarabbal. A lézeres töltőhegesztési eljárástól eltérően a lézeres keményforrasztási eljárás csak a huzalt olvasztja meg, a hegesztendő munkadarabot nem. A lézeres keményforrasztás jó hegesztési stabilitással rendelkezik, de a kapott hegesztési varrat szakítószilárdsága alacsony. A 3. ábra a lézeres keményforrasztási eljárás alkalmazását mutatja be az autók csomagtérburkolatának hegesztésénél
Az automatikus karosszéria-hegesztés során a lézeres keményforrasztási eljárást főként olyan karosszériaelemek hegesztésére használják, amelyek nem igényelnek nagy kötési szilárdságot, mint például a felső burkolat és az oldalsó burkolat közötti hegesztés, a poggyász felső és alsó része közötti hegesztés. rekesz fedele, stb. A VW, Audi és más közepes és high-end modellek felső fedelén lézeres keményforrasztási eljárást alkalmaznak.
Az autókarosszériák lézeres keményforrasztásának főbb hibái közé tartozik az élrágódás, a porozitás, a hegesztési deformáció stb., amelyek a folyamatparaméterek szabályozásával és a többfókuszos lézeres keményforrasztási eljárással jelentősen elnyomhatók.
Gépjármű karosszéria lézer-íves kompozit hegesztési eljárás
A lézeríves kompozit hegesztési eljárás elve a következő: két hőforrás, a lézer és az ív egyidejűleg hat a hegesztendő munkadarab felületére, és a munkadarabot megolvasztják és megszilárdítják, így hegesztési varrat keletkezik. Az alábbi diagram a lézeríves hegesztési folyamatot mutatja be.
A lézeríves kompozit hegesztés egyesíti a lézeres hegesztés és az ívhegesztés előnyeit: először is, kettős hőforrás hatására a hegesztési sebesség növelhető, a hőbevitel kisebb lesz, a varrat deformációja kicsi, megőrizve a lézerhegesztés jellemzőit ; másodszor, jobb áthidaló képesség, nagyobb az összeszerelési hézagtűrés; harmadszor, az olvadt medence megszilárdulási sebessége lelassul, ami elősegíti a pórusok, repedések és egyéb hegesztési hibák kiküszöbölését, javítja a hőhatás zóna szervezettségét és teljesítményét Negyedszer, az ív miatt hegesztésre képes. nagy reflexiós és nagy hővezető képességű anyagok, szélesebb felhasznált anyagokkal.
Az autókarosszéria gyártási folyamatában a lézeres - ívkompozit hegesztési eljárás főként karosszéria alumínium ötvözet alkatrészek és alumíniumötvözet - acél különböző fémek hegesztése, a hegesztés nagyobb részeinek összeszerelési hézaga, mint például az autóajtó része a hegesztés, ez azért van, mert az összeszerelési rés elősegíti a lézer-ívkompozit hegesztés áthidaló teljesítményét. Ezenkívül a lézer-MIG ívkompozit hegesztési technológiát alkalmazzák az Audi karosszériájának oldalsó tetőgerendáján is.
Az automatikus karosszéria-hegesztési eljárásban a lézeríves kompozit hegesztés előnye a nagy hézagtűrés az egylézeres hegesztéshez képest, azonban a lézeríves kompozit hegesztés megköveteli a lézer és az ív egymáshoz viszonyított helyzetének, lézerhegesztési paramétereinek, ívének átfogó figyelembevételét. paraméterek és egyéb tényezők. A lézeríves hegesztési eljárás hő- és tömegátadási viselkedése összetett, különösen a heterogén anyaghegesztés energiaszabályozása, valamint az IMC vastagság- és szövetszabályozás mechanizmusa még tisztázatlan, és további kutatásokat igényel.
Egyéb autóipari karosszéria-lézerhegesztési eljárások
A lézeres mélyfúziós hegesztés, a lézeres töltőhegesztés, a lézeres keményforrasztás és a lézeríves kompozit hegesztés és más hegesztési eljárások kiforrottabb elmélettel és gyakorlati alkalmazások széles skálájával rendelkeznek. Ahogy nőnek az autóipar karosszériahegesztési hatékonysággal szemben támasztott követelményei, és nő az igény a különböző anyagok hegesztése iránt a könnyűszerkezetes gyártásban, a lézeres ponthegesztés, a lézeres oszcillációs hegesztés, a többlézersugaras hegesztés és a lézeres repülési hegesztés egyre nagyobb figyelmet kapott.
Lézeres ponthegesztési eljárás
A lézeres ponthegesztés egy fejlett lézeres hegesztési technológia, amelynek kiemelkedő előnyei a gyors hegesztési sebesség és a nagy hegesztési pontosság. A lézeres ponthegesztés alapelve, hogy a lézersugarat a hegesztendő alkatrész egy pontjára kell fókuszálni, hogy a fém azon a ponton azonnal megolvadjon, és a lézersűrűség beállításával a hővezető hegesztés vagy a mélyhegesztési hatás elérése érdekében, amikor a lézersugár leáll, a folyékony fém visszafolyik, megszilárdul és kötést képez.
A lézeres ponthegesztésnek két fő formája van: az impulzusos lézeres ponthegesztés és a folyamatos lézeres ponthegesztés. Az impulzusos lézeres ponthegesztésnél a lézersugár nagy csúcsenergiával rendelkezik, de a hatásidő rövid, és általában könnyűfémek, például magnéziumötvözetek és alumíniumötvözetek hegesztésére használják. A folyamatos lézeres ponthegesztésnél a lézersugár nagy átlagos teljesítményű és hosszú lézerhatási idővel rendelkezik, és többnyire acél hegesztésére használják.
Az autókarosszéria-hegesztésben az ellenállás-ponthegesztéshez képest a lézeres ponthegesztés előnye az érintésmentes és saját tervezésű ponthegesztési pálya, amely kielégíti a kiváló minőségű hegesztés iránti igényt az autókarosszéria anyagok különböző átlapolási hézagai alatt.
Lézeres oszcillációs hegesztési eljárás
A lézeres oszcillációs hegesztés egy új lézeres hegesztési technológia, amelyet az elmúlt években javasoltak és széleskörű figyelmet kapott. Ennek a technológiának az az alapelve, hogy a lézersugár gyors, rendezett és kismértékű oszcillációját érjük el a lézerhegesztőfejbe oszcilláló tükör integrálásával, így a lézerhegesztés során a sugár előremozgása közbeni keverésének hatását érjük el.
A lézeres oszcillációs hegesztési folyamat fő oszcillációs pályái a következők: keresztirányú oszcilláció, hosszanti oszcilláció, körkörös oszcilláció és végtelen oszcilláció. A lézeres oszcillációs hegesztési eljárás jelentős előnyökkel rendelkezik az autótest-hegesztésben, mivel a lézersugár oszcillációja jelentősen megváltoztatja az olvadékmedence áramlási állapotát, így az eljárással kiküszöbölhetők a nem olvadt hibák, szemcsefinomítás érhető el és csökkenthető a porozitás a hegesztésben. ugyanazt az autókarosszéria-anyagot, és javítja a különböző anyagok elégtelen keveréséből és a hegesztési varrat rossz mechanikai tulajdonságaiból adódó problémákat különböző karosszéria-anyagok hegesztésénél.
Több lézersugaras hegesztési eljárás
Jelenleg a szálas lézerek egyetlen lézersugarat több lézersugárra oszthatnak a hegesztőfejbe szerelt sugárosztó modul segítségével. A több lézersugaras hegesztés egyenértékű több hőforrás alkalmazásával a hegesztési folyamat során. A gerenda energiaeloszlásának beállításával a különböző gerendák különböző funkciókat érhetnek el, például: a nagyobb energiasűrűségű gerenda a főgerenda, amely a mélyolvadékhegesztésért felelős; az alacsonyabb energiasűrűségű részsugár megtisztíthatja és előmelegítheti az anyag felületét, és növelheti a lézersugár energia elnyelését az anyagban.
A több lézersugaras hegesztési eljárás javíthatja a cinkgőz párolgási viselkedését és az olvadékmedence dinamikus viselkedését horganyzott acéllemezek hegesztése során, javíthatja a fröcskölés problémáját és növelheti a hegesztési varrat szakítószilárdságát.
Lézeres repülési hegesztési eljárás
A lézeres repülési hegesztési technológia egy új lézeres hegesztési technológia nagy hegesztési hatékonysággal és a hegesztési pálya autonóm kialakításával. A lézeres repülési hegesztés alapelve az, hogy amikor a lézersugár a pásztázó tükör X és Y tükreire esik, a tükör szögét autonóm programozással szabályozzák a lézersugár tetszőleges szögben történő eltérítése érdekében.
Hagyományosan az autó karosszériájának lézeres hegesztése főként a hegesztőrobotra támaszkodik, amely a lézerhegesztőfejet szinkron mozgáshoz hajtja a hegesztési hatás elérése érdekében. A hegesztőrobot ismétlődő oda-vissza mozgása azonban erősen korlátozza az automatikus karosszéria-hegesztés hatékonyságát a hegesztések nagy száma és a hegesztési varratok hosszúsága miatt. Ezzel szemben a lézeres repülési hegesztés egy bizonyos tartományon belül a reflektor szögének egyszerű beállításával valósítható meg. Ezért a lézeres repülési hegesztési technológia jelentősen javíthatja a hegesztési hatékonyságot, és széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik.
Összegzés
Az autóipar fejlődésével a karosszéria-hegesztési technológia jövője mind a hegesztési folyamat, mind az intelligens technológia terén tovább fejlődik.
Az autókarosszéria, különösen az új energiahordozó karosszéria, a könnyű súly irányába fejlődik. A könnyű ötvözetek, a kompozit anyagok és a heterogén anyagok szélesebb körben kerülnek felhasználásra az autókarosszériákban, a hagyományos lézeres hegesztési eljárás nehéz megfelelni a hegesztési követelményeknek, ezért a kiváló minőségű és hatékony hegesztési folyamat a jövőbeni fejlesztési trend lesz.
Az elmúlt években a kialakulóban lévő lézeres hegesztési folyamatok, mint például a lézeres lengőhegesztés, a többlézersugaras hegesztés, a lézeres repülési hegesztés stb., a kezdeti elméleti kutatás és folyamatfeltárás hegesztési minőségében és hegesztési hatékonyságában voltak. A jövőnek a feltörekvő lézeres hegesztési folyamatnak és a könnyű karosszéria-anyagoknak, a heterogén anyagok hegesztésének és más forgatókönyveknek, a lézersugár-lengési pályatervezésnek, a több lézersugaras energia hatásmechanizmusnak és a repülési hegesztés hatékonyságának javításának és a beépítés egyéb szempontjainak kell lennie. mélyreható kutatás egy kiforrott könnyűsúlyú autókarosszéria-hegesztési eljárás feltárására.
Az autótest lézeres hegesztési technológiáját mélyen integrálják az intelligens technológiával, az autótest lézeres hegesztési állapotának valós idejű érzékelése és a folyamatparaméterek visszacsatolása döntő szerepet játszik a hegesztés minőségében. A jelenlegi intelligens lézeres hegesztési technológiát leginkább a hegesztés előtti pályatervezésre és nyomon követésre, valamint a hegesztés utáni minőségellenőrzésre használják. A hegesztési hibák felderítésével és a paraméterek adaptív szabályozásával kapcsolatos hazai és külföldi kutatások még gyerekcipőben járnak, a lézeres hegesztési folyamatparaméterek adaptív szabályozási technológiáját nem alkalmazták az autókarosszéria-gyártásban.
Ezért a lézeres hegesztési technológiának az autótest-hegesztési folyamat jellemzőiben való alkalmazásához a jövőt fejlett többérzékelős magos lézerhegesztő intelligens érzékelőrendszerrel és nagy sebességű, nagy pontosságú hegesztőrobot vezérlőrendszerrel kell fejleszteni, hogy biztosítsák a lézerhegesztést. intelligens technológia valós időben és az egyes linkek pontossága a "hegesztés előtti pályatervezés - hegesztési paraméterek adaptív vezérlése a hegesztés utáni minőségi online ellenőrzés" linken keresztül, a kiváló minőségű és hatékony feldolgozás biztosítása érdekében.
A Maven lézerautomatizálási cég 14 éve a lézeriparra összpontosít, lézeres hegesztésre szakosodtunk, van robotkaros lézerhegesztőgépünk, asztali automata lézerhegesztőgépünk, kézi lézerhegesztőgépünk, emellett lézerhegesztőgépünk, lézervágó gépünk is van és lézeres jelölőgravírozó gép, rengeteg lézerhegesztési megoldási esetünk van, ha felkeltettük érdeklődését, bármikor fordulhat hozzánk.
Feladás időpontja: 2022. december 09
