Лазерний зварювальний апарат в автомобільній промисловості

Понад чотири десятиліття тому з’явилися лазери, які продемонстрували потужні можливості, які вразили світ. Після стількох років розвитку лазерна технологія проникла в різні галузі та відіграла життєво важливу роль. В автомобільній промисловості лазерна технологія ще більш унікальна, широко використовуються лазерне зварювання, лазерне свердління, лазерне маркування.

1. Визначення лазерної технології
Лазер став новим джерелом світла в 1960-х роках. З хорошою монохроматичністю, сильною спрямованістю, високою яскравістю та іншими характеристиками. Було виявлено тисячі лазерних робочих речовин із довжиною хвилі від м’якого рентгенівського до далекого інфрачервоного випромінювання. Лазерна технологія використовує поляризаційні дзеркала для відображення променя, створюваного лазером, таким чином, щоб він концентрувався в пристрої фокусування для створення променя величезної енергії. Якщо фокусна точка знаходиться поблизу заготовки, робоча конячка плавиться і випаровується протягом мілісекунд, ефект, який можна використовувати в процесі зварювання.

2. Доцільність технології лазерного зварювання
Лазери зазвичай класифікують відповідно до різних робочих речовин, які виробляють лазерне світло, головним чином напівпровідникові (GaAs, InP тощо), твердотільні (Nd: YAG тощо) лазери, газові (CO2, He-Ne тощо). ) лазери, рідинні (регульовані барвники тощо) лазери, хімічні лазери, лазери на вільних електронах тощо. Серед них газові лазери використовують газ або пари металу як світловипромінюючі частинки, і це клас лазерів з найбільшою кількістю різновидів, найбільш диверсифікованими режимами збудження, найширшою областю розподілу довжини хвилі лазера, найпростішим способом реалізації високої потужності безперервного вихід, і найбільш широко використовуваний. Твердотільний лазер виробляє лазерні частинки, леговані твердою матрицею, концентрація яких є більшою, ніж газ, і, таким чином, може отримати відносно велику вихідну енергію лазера, з великою енергією, високою піковою потужністю, компактною, міцною та довговічною та так далі. Лазерне зварювання в основному з використанням цих двох збуджених матеріалів лазером.

Застосування технології лазерного зварювання у сфері виробництва постійно зростає, від імпульсного до безперервного, від низької потужності до високої потужності, від тонкої пластини до товстих деталей, від простого одного шва до складних форм, лазерне зварювання в процесі безперервної еволюції має поступово стає зрілою сучасною технологією обробки. Лазерне зварювання поділяється на імпульсне лазерне зварювання та безперервне лазерне зварювання, а безперервне зварювання можна розділити на теплопровідне зварювання та зварювання глибоким проплавленням. З підвищенням вихідної потужності лазера, особливо з появою потужного CO2-лазера, технологія лазерного глибокого проникнення вдома та за кордоном швидко розвивається, найбільше співвідношення глибини до ширини зварювання досягло 12:1, матеріали для лазерного зварювання з загальний розвиток м’якої сталі до сучасного зварювання оцинкованих листів, алюмінію, титану, міді та керамічних матеріалів, швидкість лазерного зварювання досягла десятків метрів за хвилину, технологія лазерного зварювання стає все більш зрілою, і велика кількість застосувань на виробничій лінії у лінії виробництва автомобілів, таких як зварювання зубчастих коліс, автомобільна підлога та структурні компоненти (включаючи кузов дверей) високошвидкісного зварювання та досягли великих економічних та соціальних переваг.

Згідно з відповідними статистичними даними, у розвинутих індустріальних країнах Європи та Сполучених Штатів 50 відсотків -70 відсотків автозапчастин укомплектовано лазерною обробкою. Лазерне зварювання в автомобільній промисловості стало стандартним процесом. Лазерне зварювання для панелей кузова може бути різної товщини та мати різний шар поверхневого покриття металевої пластини, звареної разом, а потім штампування, щоб можна було зробити структуру панелі для досягнення найбільш розумного поєднання металу. Швидкість лазерного зварювання становить близько 4,5 м/хв, деформація невелика, що виключає вторинну обробку. Лазерне зварювання прискорює процес заміни кованих деталей на штамповані. Застосування лазерного зварювання зменшує ширину нахлеста та деяких посилюючих деталей, а також стискає об’єм деталей конструкції самого кузова. Лише це зменшує масу тіла на 56 кг. лазерне зварювання використовується для зварювання оболонок даху та каркасів, а також для зварювання кришок перетворювача трансмісії, які керуються ЧПУ, з часом циклу близько 16 секунд і фактичним часом зварювання лише 3 секунди, і які можуть працювати безперервно протягом 24 години на добу. Використовується для зварювання коробки передач невеликих автомобілів і шасі, швидкість зварювання лазерним променем, легка в автоматизації та легкому контролі та об’єднанні в гнучку виробничу систему, лазерний промінь для вдосконалення дизайну продукції виробника та виробничого циклу, зменшення кількості браку готової продукції .

3. Лазерний зварювальний апарат в автомобільній промисловості
Використання лазерного зварювання може принести значні економічні вигоди для автомобільної промисловості, наприклад, збірка кузова у великій кількості точкового зварювання, дві зварювальні головки, затиснуті на краю заготовки, ширина фланця повинна становити 16 мм, а лазерне зварювання є одностороннє зварювання, лише 5 мм, точкове зварювання для лазерного зварювання, кожна машина може заощадити 40кг сталі. за допомогою традиційного точкового зварювання двох шматків 0.8mm листової сталі штампувальних деталей, середня швидкість становить 20 точок / хв, відстань зварювання становить 25 мм, тобто швидкість 0,5 м / хв, швидкість лазерного зварювання може досягають 5 м / хв і більше. Використання технології лазерного зварювання дозволяє не тільки знизити витрати, але й значно підвищити ефективність виробництва. В даний час набір роботизованих систем лазерної обробки кіловатного класу коштує сотні тисяч доларів, безпека та надійність нового лазера також гарантована, його відмова простою становить лише 2 відсотки, заходи захисту також надзвичайно надійні. . Лазерне зварювання вимагає тісного збігу між контактною поверхнею заготовки, що нелегко реалізувати в процесі, але поточні передові методи затиску та придатні для лазерного зварювання конструкції фланців, щоб цю проблему було вирішено, поступове дозрівання технології лазерного зварювання робить, що основні виробники автомобілів без винятку будуть застосовуватися до лазерного зварювання автомобільної виробничої лінії.

Сполучені Штати є першими високопотужними лазерами, введеними в автомобільну промисловість, у центрі автомобільної промисловості Сполучених Штатів у районі Детройта є понад 40 станцій лазерної обробки для різання металевих деталей автомобіля та зварювання зубчастих коліс, так що реформування автомобіля з 5 років скорочено до 2 років. General Motors Сполучених Штатів запровадила 22 виробничі лінії лазерної обробки, Ford Motor Company Сполучених Штатів використовує лазер Nd: YAG у поєднанні з промисловими роботами для зварювання кузова седана, що значно зменшило витрати на виробництво, три найбільші автомобільні компанії США у 2000 році. 50 відсотків виробничої лінії точкового зварювання опором було замінено виробничою лінією лазерного зварювання. У Японії успішне застосування лазерного зварювання у виробничій лінії привернуло увагу світу, наприклад, у виробництві автомобільних кузовів у впровадженні лазерного зварювання тонкої сталевої пластини, штампування, формування нових методів, і зараз це більшість світових автомобілів виробники слідувати цьому прикладу. Багато провідних світових автомобільних компаній побудували спеціальну виробничу лінію для лазерного зварювання: виробнича лінія для зварювання підлоги автомобіля Thyssen Steel, виробнича лінія для лазерної обробки передач автомобільного заводу Volkswagen, автомобільна фабрика Mercedes-Benz на заводі 18 у заводі 8 встановлено обладнання для лазерної обробки.

Лазерний зварювальний апарат використовується в автомобільній промисловості, головним чином для зварювання кузовів автомобілів і зварювання зрощених заготовок. Для того, щоб задовольнити потреби ринку та клієнтів, удосконалити кузов та виробничий процес дуже необхідно, а вартість кузова автомобіля становить близько 1/5 загальної вартості автомобіля, використання процесу лазерного зварювання, щоб кузов ударостійкості та стійкості до втоми можна значно покращити, покращити якість автомобіля. Лазерне зварювання завдяки використанню комп’ютерного керування, тому воно має сильну гнучкість і мобільність, може мати особливу форму дверних панелей, крил, шестерень, панелей приладів та інших частин зварювання, а також для завершення даху та боків автомобіля, рами двигуна та рами радіатора та інших частин вузла, якщо поєднати волоконно-оптичну систему передачі та роботизовану руку, ви можете реалізувати автоматизовану автомобільну складальну лінію. Використання волоконно-оптичної передачі Nd: YAG безперервного лазера потужністю приблизно 3 кВт із системою точкового зварювання та кріпленням виробничої лінії може досягти мети автоматизованого зварювання. General Motors, Mercedes-Benz тощо прийняли цю систему, яка використовується у виробничій лінії. з останніх моделей система лазерного зварювання може майже досягти вимог ідеальної обробки, з точки зору ефективності, економічності, безпеки, міцності, стійкості до корозії має відмінну продуктивність. Система лазерного зварювання використовується на лінії виробництва останніх моделей автомобілів.

Кузов і шасі автомобіля складаються з більш ніж 300 видів деталей, використання лазерного зварювання може бути майже всім незалежно від товщини, класу, типу, класу матеріалів, зварених разом, щоб зробити різноманітні форми деталей, що значно покращує гнучкість автомобільного дизайну. Зварювання заготовок відбувається в повному аналізі конструкції корпусу на основі оптимізації конструкції компонентів, так що це може бути кілька типових зварювальних заготовок із кількох видів заготовок, що значно зменшує кількість прес-форм, збільшуючи використання матеріалів, але також у міцності різних вимог до різних частин заготовки різної товщини можна використовувати в штампуванні, щоб зменшити вагу та підвищити точність, а також зробити стійкість до корозії та продуктивність безпеки були значно покращені! Конструкція кузова також значно спрощена. Виробнича лінія бічних корпусів Toyota використовує технологію зварювання заготовок, завдяки чому кількість прес-форм зменшується до чотирьох, рівень використання матеріалу становить 65 відсотків, а також інші деталі, так що вартість кожного автомобіля знижується більш ніж на 30 доларів США, що значно збільшує вартість переваги автовиробників.

В даний час у зарубіжних країнах, Німеччині Volkswagen в AudiA6, GolfA4, Passat та інших марках даху лазерне зварювання, BMW, General Motors у верхній частині рами також використовує лазерне зварювання, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Фіат, Мерседес-Бенц, Фольксваген використовують технологію лазерного зрощення пластин, велика трійка Сполучених Штатів і Німеччина Мерседес-Бенц використовує лазерно зварені компоненти трансмісії. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan застосували технологію лазерного різання, Fiat і Toyota з лазерним покриттям випускних клапанів двигуна, розподільних валів двигуна Volkswagen для досягнення лазерного зміцнення поверхні.

У країні, від вітчизняних високоякісних моделей, таких як: Passat, Buick, Audi тощо, використовуються для лазерного зварювання до лазерного зварювання на трансформації внутрішнього почали використовувати технологію лазерного зварювання, першу в країні для використання технологія лазерного зварювання (а не лазерне зварювання) в авангарді FAW-Volkswagen, тоді як деякі вітчизняні виробники автомобілів поступово почали використовувати цю технологію. Лазерна технологія в даний час використовується в застосуванні FAW, FAW Volkswagen AudiA6 верхня і BORA задня кришка за допомогою лазерного зварювання, Sagitar (Sagitar) були у верхній частині кузова, задній кришці та інших частинах технології лазерного зварювання, довжина зварювання більше ніж 30 метрів. FAW використане обладнання для німецького лазера HassYAG 3KW і робота Kuka, FAW Car Company облицювання деталей кузова седана за допомогою лазерного різання, використання обладнання для німецької тривимірної машини ARNOLD 3KW для тривимірної п’ятиосьової лазерної обробки CO2, заводу деталей шасі FAW, гальмівних колодок за допомогою лазера загартування, використання обладнання для домашнього 2KW CO2 лазерного оброблювача, FAW прес-форми для тонких пластинчастих деталей для лазерного різання, використання обладнання для домашнього 1,5KWCO2 лазерного оброблювача. Зі зрілістю технології лазерного зварювання та падінням цін на апарат для лазерного зварювання китайська компанія Chery Automobile також почала використовувати технологію лазерного зварювання.

4. Перспективи лазерної техніки

Технологія лазерного зварювання на традиційному автомобільному зварювальному процесі вплинула на те, що великі автомобільні компанії дуже позитивно ставляться до цього, використання нових технологій означає більшу конкурентоспроможність, особливо жорстоку конкуренцію в автомобільній промисловості. Технологія лазерного зварювання у зварюванні алюмінію, зварних деталей замість лиття та зварювання повної рамної конструкції має найбільше майбутнє, виробники лазерів повинні скористатися бізнес-можливостями мобільності лазера, обсягу та інших аспектів роботи з оптоволокном. трансмісійний лазер, тому лазер більше підходить для потреб автомобільної виробничої лінії. Деякі вітчизняні виробники лазерної продукції поступово усвідомили це, наприклад Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. виробництво імпульсного Nd: YAG лазерного зварювального апарату з використанням фокусування оптичного волокна, простий у використанні, лазерна головка може бути далеко від зона зварювання, продуктивність лазера стабільна та надійна, довгий термін служби, але також використання традиційної оптичної традиційної системи, лазер може бути лазерним зварюванням, лазерним різанням та штампуванням, обома. Одна багатоцільова машина, особливо підходить для цеху лазерної обробки та автоматизованої виробничої лінії.

5. Підведення підсумків

Автомобільна промисловість 21 століття входить у вимоги користувача відповідно до гнучкого модульного режиму виробництва, традиційна технологія обробки не може задовольнити потреби нового режиму виробництва, що дає можливість широкомасштабного застосування технології лазерного зварювання, Технологія лазерного зварювання та інші технології лазерної обробки в автомобільній галузі матимуть більший розвиток, стануть важливим методом обробки в автомобільній промисловості.