În calitate de transportator al altor părți ale mașinii, tehnologia de fabricație a caroseriei mașinii determină în mod direct calitatea generală de fabricație a mașinii.În procesul de fabricație a caroseriei auto, sudarea este un proces de producție important.Tehnologiile de sudare utilizate în prezent pentru sudarea caroseriei auto includ în principal sudarea prin puncte cu rezistență, sudarea cu gaz inert topit (sudura MIG) și sudarea cu arc protejat cu gaz topit activ (sudura MAG), precum și sudarea cu laser.
Fiind o tehnologie avansată de sudare cu integrare optic-mecanică, tehnologia de sudare cu laser are avantajele unei densități mari de energie, viteză rapidă de sudare, stres și deformare reduse la sudare și o bună flexibilitate în comparație cu tehnologia tradițională de sudare a caroseriei auto.
Structura caroseriei mașinii este complexă, iar părțile caroseriei sunt în principal componente cu pereți subțiri și curbate.Sudarea caroseriei auto se confruntă cu dificultăți de sudare, cum ar fi variațiile materialelor caroseriei, grosimi variate ale părților corpului, traiectorii de sudură diverse și formele de îmbinare.În plus, sudarea caroseriei auto are cerințe ridicate privind calitatea sudurii și eficiența sudurii.
Pe baza parametrilor adecvați ai procesului de sudare, sudarea cu laser poate asigura o rezistență ridicată la oboseală și rezistență la impact a pieselor cheie ale caroseriei auto la sudare, asigurând astfel calitatea și durata de viață a sudării caroseriei.Tehnologia de sudare cu laser se poate adapta la sudarea pieselor de caroserie auto cu diferite forme de îmbinare, diferite grosimi și diferite tipuri de materiale, satisfacând cererea de flexibilitate în fabricarea caroseriei auto.Prin urmare, tehnologia de sudare cu laser este un mijloc tehnic important pentru a obține o dezvoltare de înaltă calitate a industriei auto.
Proces de sudare cu laser pentru caroserii auto
Principiul procesului de sudare prin fuziune profundă cu laser: Când densitatea de putere a laserului atinge un anumit nivel, suprafața materialului se vaporizează, formând astfel o gaură a cheii.Când presiunea vaporilor metalici din interiorul găurii atinge echilibrul dinamic cu presiunea statică și tensiunea superficială a lichidului înconjurător, laserul poate iradia prin gaura cheii până în partea de jos a găurii și, odată cu mișcarea fasciculului laser, este o sudură continuă. format.În procesul de sudare prin fuziune profundă cu laser, nu este nevoie să adăugați flux auxiliar sau umplutură pentru a suda materialul propriu al piesei de prelucrat într-unul singur.
Cusătura de sudură obținută prin sudarea prin fuziune profundă cu laser este, în general, netedă și dreaptă, cu o deformare mică, ceea ce conduce la îmbunătățirea preciziei de fabricație a caroseriei auto.Rezistența la tracțiune a sudurii este mare, ceea ce asigură calitatea sudurii caroseriei auto.Viteza de sudare este rapidă, ceea ce contribuie la îmbunătățirea eficienței producției de sudare.
În procesul de sudare a caroseriei auto, utilizarea procesului de sudare prin fuziune profundă cu laser poate reduce semnificativ numărul de piese, matrițe și scule de sudură, reducând astfel greutatea corporală și costurile de producție.Cu toate acestea, procesul de sudare prin fuziune profundă cu laser este mai puțin tolerant la distanța de asamblare a pieselor care trebuie sudate, iar distanța de asamblare trebuie controlată între 0,05 și 2 mm.Dacă spațiul de asamblare este prea mare, vor apărea defecte de sudare, cum ar fi porozitatea.
Cercetările actuale arată că în sudarea caroseriei auto a aceluiași material, prin optimizarea parametrilor procesului de sudare prin fuziune profundă cu laser, este posibilă obținerea unei suduri cu formare bună a suprafeței, mai puține defecte interne și proprietăți mecanice excelente.Proprietățile mecanice excelente ale sudurii pot îndeplini cerințele de utilizare ale componentelor sudate ale caroseriei auto.Cu toate acestea, în sudarea caroseriei auto, aliajul de aluminiu-oțel ca reprezentant al procesului de sudare prin fuziune profundă cu laser metal eterogene nu este matur, deși prin adăugarea unui strat de tranziție se poate obține o performanță excelentă a sudurii, dar diferitele materiale ale stratului de tranziție de pe Mecanismul de influență a stratului IMC și efectul său asupra microstructurii mecanismului de sudură nu sunt clare, necesită un studiu mai aprofundat.
Proces de sudare de umplere cu laser a corpului auto
Procesul de sudare cu umplutură cu laser se bazează pe următorul principiu: O îmbinare sudată se formează prin pre-umplerea sudurii cu un anumit fir sau prin alimentarea simultană a firului în timpul procesului de sudare cu laser.Acest lucru este echivalent cu alimentarea unei cantități aproximativ omogene de material de sârmă în bazinul de sudură în timpul sudării prin fuziune profundă cu laser.Diagrama de mai jos prezintă procesul de sudare cu umplutură cu laser.
În comparație cu sudarea prin fuziune profundă cu laser, sudarea cu umplutură cu laser are două avantaje în sudarea caroseriei auto: în primul rând, poate îmbunătăți semnificativ toleranța decalajului de asamblare dintre părțile caroseriei auto care urmează să fie sudate și poate rezolva problema cerinței de spatiu teșit ridicat pentru sudarea prin fuziune profundă cu laser. ;în al doilea rând, poate îmbunătăți distribuția țesuturilor în zona de sudare prin utilizarea firelor cu conținut diferit de compoziție și apoi poate regla performanța sudurii.
În procesul de fabricație a caroseriei auto, procesul de sudare cu umplutură cu laser este utilizat în principal pentru sudarea părților din aliaj de aluminiu și oțel ale corpului.În special în procesul de sudare a pieselor din aliaj de aluminiu ale caroseriei auto, tensiunea superficială a bazinului topit este mică, ceea ce poate duce cu ușurință la prăbușirea bazinului topit, în timp ce procesul de sudare cu umplutură cu laser poate rezolva mai bine problema prăbușirii bazinului topit. prin topirea firului în procesul de sudare cu laser.
Proces de lipire cu laser a caroseriei auto
Procesul de lipire cu laser se bazează pe următorul principiu: folosind un laser ca sursă de căldură, fasciculul laser este focalizat și iradiat pe suprafața sârmei, sârma se topește, sârma topit picură și umple piesa de sudată, și efecte metalurgice, cum ar fi topirea și difuzia, apar între materialul de lipire și piesa de prelucrat, unind astfel piesa de prelucrat.Spre deosebire de procesul de sudare cu umplutură cu laser, procesul de lipire cu laser topește doar sârma și nu piesa de sudat.Lipirea cu laser are o stabilitate bună la sudare, dar rezistența la tracțiune a sudurii rezultate este scăzută.Figura 3 prezintă aplicarea procesului de lipire cu laser în sudarea capacului portbagajului auto
În procesul de sudare a caroseriei auto, procesul de lipire cu laser este utilizat în principal pentru a suda părțile corpului care nu necesită o rezistență mare a îmbinării, cum ar fi sudarea între capacul superior și împrejurimile laterale, sudarea între partea superioară și inferioară a bagajului capacul compartimentului, etc. Capacul superior al modelelor VW, Audi și alte modele de gamă medie și înaltă utilizează toate procesele de lipire cu laser.
Principalele defecte ale îmbinărilor lipite cu laser ale caroseriei de automobile includ roaderea marginilor, porozitatea, deformarea sudurii etc., iar defectele pot fi suprimate semnificativ prin reglarea parametrilor procesului și prin utilizarea unui proces de lipire cu laser multifocal.
Proces de sudare compozit cu laser-arc al caroseriei auto
Principiul procesului de sudare compozit cu laser-arc este următorul: două surse de căldură, laser și arc, sunt utilizate pentru a acționa simultan pe suprafața piesei de sudat, iar piesa de prelucrat este topită și solidificată pentru a forma o cusătură de sudură.Diagrama de mai jos prezintă procesul de sudare cu arc laser.
Sudarea compozită cu arc laser combină avantajele sudării cu laser și sudării cu arc: în primul rând, sub acțiunea surselor de căldură duale, viteza de sudare poate fi mărită, aportul de căldură devine mai mic, deformarea sudurii este mică, menținând caracteristicile sudurii cu laser. ;în al doilea rând, o mai bună capacitate de legătură, toleranța decalajului de asamblare este mai mare;în al treilea rând, viteza de solidificare a bazinului topit devine mai lentă, ceea ce conduce la eliminarea porilor, fisurilor și a altor defecte de sudură, îmbunătățește organizarea și performanța zonei afectate de căldură. În al patrulea rând, datorită arcului, este capabil să sude. materiale cu reflectivitate ridicată și conductivitate termică ridicată, cu o gamă mai largă de materiale aplicate.
În procesul de fabricație a caroseriei auto, procesul de sudare compozit cu laser - arc este în principal sudarea componentelor din aliaj de aluminiu al corpului și metale diferite din aliaj de aluminiu - oțel, pentru golul de asamblare a părților mai mari ale sudurii, cum ar fi partea ușii mașinii din locația sudarea, acest lucru se datorează faptului că decalajul de asamblare este favorabil performanței de sudare compozit laser - arc.În plus, tehnologia de sudare compozită cu arc laser-MIG este aplicată, de asemenea, pe poziția grinzii laterale a plafonului a caroseriei Audi.
În procesul de sudare a caroseriei auto, sudarea compozitelor cu arc laser are avantajul unei toleranțe mari la distanță în comparație cu sudarea cu un singur laser, cu toate acestea, sudarea compozitelor cu arc laser necesită o luare în considerare cuprinzătoare a poziției relative a laserului și a arcului, parametrii de sudare cu laser, arcul electric. parametrii și alți factori.Comportamentul de transfer de căldură și masă al procesului de sudare cu arc laser este complex, în special reglarea energiei sudării materialelor eterogene, iar mecanismul de reglare a grosimii IMC și a țesuturilor este încă neclar și necesită o consolidare suplimentară a cercetării.
Alte procese de sudare cu laser a caroseriei auto
Sudarea prin fuziune profundă cu laser, sudarea cu umplutură cu laser, lipirea cu laser și sudarea compozitelor cu arc laser și alte procese de sudare au o teorie mai matură și o gamă largă de aplicații practice.Pe măsură ce cerințele industriei auto pentru eficiența sudării caroseriei cresc și cererea de sudare a materialelor diferite în producția ușoară crește, sudarea cu laser în puncte, sudarea cu oscilație laser, sudarea cu fascicul multilaser și sudarea în zbor cu laser au câștigat atenția.
Proces de sudare prin puncte cu laser
Sudarea prin puncte cu laser este o tehnologie avansată de sudare cu laser, cu avantaje remarcabile ale vitezei rapide de sudare și preciziei de sudare ridicate.Principiul de bază al sudării prin puncte cu laser este de a focaliza fasciculul laser pe un punct al piesei de sudat, astfel încât metalul în acel punct să se topească instantaneu și prin ajustarea densității laserului pentru a obține sudarea prin conducție termică sau efectul de sudare prin fuziune profundă, când fasciculul laser încetează să funcționeze, metalul lichid refluxează, se solidifică și formează o îmbinare.
Există două forme principale de sudare în puncte cu laser: sudarea în puncte cu laser pulsat și sudarea în puncte cu laser continuă.Raza laser în sudarea prin puncte cu laser pulsat are o energie de vârf ridicată, dar timpul de acțiune este scurt și este în general utilizat pentru sudarea metalelor ușoare, cum ar fi aliajele de magneziu și aliajele de aluminiu.În sudarea continuă cu laser în puncte, fasciculul laser are o putere medie mare și un timp lung de acțiune a laserului și este utilizat în principal pentru sudarea oțelului.
În sudarea caroseriei auto, în comparație cu sudarea prin puncte cu rezistență, sudarea prin puncte cu laser are avantajele traiectoriei de sudare în puncte fără contact și autoproiectate, care poate satisface cererea de sudare de înaltă calitate sub diferite goluri ale materialelor caroseriei auto.
Proces de sudare cu oscilație cu laser
Sudarea cu oscilație cu laser este o nouă tehnologie de sudare cu laser care a fost propusă în ultimii ani și care a primit o atenție pe scară largă.Principiul acestei tehnologii este de a realiza o oscilatie rapida, ordonata si mica a fasciculului laser prin integrarea unei oglinzi oscilante in capul de sudare cu laser, obtinandu-se astfel efectul de agitare a fasciculului in timp ce se deplaseaza inainte in timpul sudarii laser.
Principalele traiectorii de oscilație în procesul de sudare cu oscilație cu laser includ: oscilația transversală, oscilația longitudinală, oscilația circulară și oscilația infinită.Procesul de sudare cu oscilație cu laser are avantaje semnificative în sudarea caroseriei auto, deoarece starea de curgere a bazinului de topire este modificată semnificativ de oscilația fasciculului laser, astfel încât procesul poate elimina defectele necontopite, poate obține rafinarea granulelor și poate suprima porozitatea în sudarea. același material al caroseriei auto și îmbunătățirea problemelor de amestecare insuficientă a diferitelor materiale și proprietățile mecanice slabe ale cordonului de sudură în sudarea materialelor diferite ale caroseriei auto.
Proces de sudare cu fascicul multilaser
În prezent, laserele cu fibră pot fi utilizate pentru a împărți un singur fascicul laser în mai multe fascicule laser folosind un modul de separare a fasciculului instalat în capul de sudare.Sudarea cu fascicul multilaser este echivalentă cu aplicarea mai multor surse de căldură în procesul de sudare.Prin ajustarea distribuției de energie a fasciculului, diferitele grinzi pot realiza diferite funcții, cum ar fi: fasciculul cu densitate de energie mai mare este fasciculul principal, responsabil pentru sudarea în profunzime;fasciculul secundar cu densitate de energie mai mică poate curăța și preîncălzi suprafața materialului și poate crește absorbția energiei fasciculului laser de către material.
Procesul de sudare cu fascicul multilaser poate îmbunătăți comportamentul de evaporare a vaporilor de zinc și comportamentul dinamic al bazinului de topire în timpul sudării tablelor de oțel galvanizat, poate îmbunătăți problema de stropire și poate îmbunătăți rezistența la tracțiune a cordonului de sudură.
Proces de sudare în zbor cu laser
Tehnologia de sudare în zbor cu laser este o nouă tehnologie de sudare cu laser cu eficiență ridicată a sudării și proiectare autonomă a traiectoriei de sudare.Principiul de bază al sudării în zbor cu laser este că, atunci când fasciculul laser este incident pe oglinzile X și Y ale oglinzii de scanare, unghiul oglinzii este controlat prin programare autonomă pentru a obține deviația fasciculului laser în orice unghi.
În mod tradițional, sudarea cu laser a caroseriei auto se bazează în principal pe robotul de sudură pentru a conduce capul de sudare cu laser pentru o mișcare sincronă pentru a obține efectul de sudare.Cu toate acestea, mișcarea alternativă repetitivă a robotului de sudură limitează sever eficiența sudării caroseriei auto datorită numărului mare de suduri și lungimii lungi a sudurilor.În schimb, sudarea în zbor cu laser poate fi realizată într-un anumit interval prin simpla ajustare a unghiului reflectorului.Prin urmare, tehnologia de sudare în zbor cu laser poate îmbunătăți semnificativ eficiența sudării și are o perspectivă largă de aplicare.
rezumat
Odată cu dezvoltarea industriei auto, viitorul tehnologiei de sudare a caroseriei va continua să se dezvolte atât în procesul de sudare, cât și în tehnologia inteligentă.
Caroseria auto, în special caroseria vehiculului cu energie nouă, se dezvoltă în direcția greutății ușoare.Aliajele ușoare, materialele compozite și materialele eterogene vor fi utilizate mai pe scară largă în caroseria auto, procesul convențional de sudare cu laser este dificil de îndeplinit cerințele sale de sudare, astfel încât procesul de sudare de înaltă calitate și eficient va deveni tendința de dezvoltare viitoare.
În ultimii ani, procesul de sudare cu laser în curs de dezvoltare, cum ar fi sudarea oscilantă cu laser, sudarea cu fascicul multi-laser, sudarea în zbor cu laser etc., a fost în calitatea sudurii și eficiența sudării în cercetarea teoretică inițială și explorarea procesului.Viitorul trebuie să fie procesul emergent de sudare cu laser și materiale ușoare ale caroseriei auto, sudarea materialelor eterogene și alte scenarii strâns combinate, proiectarea traiectoriei de balansare a fasciculului laser, mecanismul de acțiune a energiei fasciculului multi-laser și îmbunătățirea eficienței sudării în zbor și alte aspecte ale in- cercetare aprofundată pentru a explora un proces matur de sudare a caroseriei auto, cu greutate redusă.
Tehnologia de sudare cu laser a caroseriei auto este profund integrată cu tehnologia inteligentă, detectarea în timp real a stării sudării cu laser a caroseriei auto și controlul feedback-ului asupra parametrilor procesului au un rol decisiv în calitatea sudurii.Tehnologia actuală de sudare inteligentă cu laser este utilizată în principal pentru planificarea și urmărirea traiectoriei înainte de sudare și inspecția calității după sudare.Cercetarea internă și străină în detectarea defectelor de sudură și reglarea adaptivă a parametrilor este încă la început, iar tehnologia de control adaptiv al parametrilor procesului de sudare cu laser nu a fost aplicată în producția de caroserie auto.
Prin urmare, pentru aplicarea tehnologiei de sudare cu laser în caracteristicile procesului de sudare a caroseriei auto, viitorul ar trebui dezvoltat cu un sistem de detectare inteligent de sudură laser cu miez multisenzor avansat și un sistem de control al robotului de sudare de mare precizie pentru a se asigura că sudarea cu laser tehnologie inteligentă în timp real și acuratețea fiecărei legături, prin link-ul „planificarea traiectoriei pre-sudare - parametrii de sudare control adaptiv post-sudare calitate inspecție online”, pentru a asigura o calitate înaltă și o prelucrare eficientă.
Compania de automatizare cu laser Maven se concentrează pe industria laserului de 14 ani, suntem specializați în sudare cu laser, avem mașină de sudură cu laser cu braț robotizat, mașină de sudură automată cu laser de masă, mașină de sudat cu laser portabilă, în plus, avem și mașină de sudură cu laser, mașină de tăiat cu laser și mașină de gravat cu marcare cu laser, avem o mulțime de cazuri de soluții de sudare cu laser, dacă sunteți interesat ne puteți contacta oricând.
Ora postării: Dec-09-2022
