Aplicació efectiva de la tecnologia de soldadura làser a la fabricació d'automòbils
La tecnologia de soldadura per làser té les característiques d'alta eficiència i bona flexibilitat del procés de soldadura, en el procés de fabricació d'automòbils, es pot utilitzar per a la soldadura de la carrosseria de l'automòbil i la soldadura de diversos tipus de peces d'automòbil, reduir el pes total de la carrosseria de l'automòbil, millorar la precisió del muntatge de la carrosseria, satisfer la demanda de fabricació d'automòbils lleugera i millora del rendiment de seguretat i, al mateix temps, també pot reduir el cost de fabricació d'automòbils en el cost de muntatge i estampació, i millorar el grau d'integració del carrosseria del cotxe. Per tant, com aplicar de manera activa i eficaç la tecnologia de soldadura làser s'ha convertit en l'actual que les empreses de fabricació d'automòbils han de tenir en compte el problema, a continuació es tractarà una discussió específica sobre l'aplicació de la tecnologia de soldadura làser.
1. Visió general de la tecnologia de soldadura làser
1.1 Principi de la tecnologia de soldadura làser
La soldadura làser, la seva essència pertany a la tecnologia de soldadura en fusió, amb el feix làser com a font d'energia principal, mitjançant un cert impacte, completa el treball de soldadura de la soldadura. El feix làser s'ha de generar a través de l'oscil·lador òptic per aconseguir, un feix làser d'alta potència a la superfície metàl·lica, pot vaporitzar ràpidament el metall, quan els forats de vaporització embolcallats per líquid de metall fos, poden estar en la reacció d'estrès i en els mètodes de calefacció i refrigeració. , la formació de la soldadura, i finalment completar la soldadura del metall. Cal tenir en compte que el feix làser té diferents densitats a diferents potències, la profunditat de la soldadura també té un impacte en la profunditat de la soldadura, a mesura que la densitat del feix làser augmenta, augmentarà la profunditat de fusió, la soldadura és més profunda. Al contrari, reduirà el grau de profunditat de fusió, la profunditat de fusió és menor.
1.2 Avantatges i desavantatges de la tecnologia de soldadura làser
La tecnologia de soldadura làser té l'avantatge de jugar un paper important en la fabricació d'automòbils actual. Principalment en els aspectes següents: la soldadura real està subjecta a un petit rang d'influència de calor i la quantitat de deformació també és menor. La qualitat i precisió de la soldadura és més alta, pot garantir el grau estètic sota la premissa de garantia de qualitat. L'operació de soldadura específica és més flexible, d'alta eficiència, pot satisfer les necessitats de les empreses. El soroll de la construcció és petit i té un bon efecte d'estalvi d'energia. Aplicable a la soldadura de materials de textura trencadissa, alta resistència i alt punt de fusió.
Tanmateix, la tecnologia de soldadura per làser també té certs defectes, que són els següents: alts requisits sobre la posició de soldadura i la necessitat de prestar atenció a la gamma de requisits de soldadura. No és adequat per a materials de gran gruix. Quan el material de soldadura té una alta conductivitat tèrmica, l'efecte de la soldadura es veurà afectat. L'eficiència de conversió d'energia és baixa, mentre que el temps de solidificació del canal de soldadura és més ràpid, fins a cert punt, restringint l'efecte de soldadura.
2. L'aplicació pràctica de la tecnologia de soldadura làser
2.1 Soldadura per làser d'autofusió
En la tecnologia de soldadura per làser, la soldadura per làser d'auto-fusió es refereix a dues o més peces de soldadura, en el procés de fusió i refrigeració després de la cohesió en un tot, completar la soldadura efectiva. A la soldadura d'auto-fusió per làser no cal afegir flux, es pot completar la soldadura, pot estalviar costos de soldadura. Funcionament específic, sota l'acció del raig làser, de manera que la temperatura superficial de la part soldada del punt d'ebullició en un curt període de temps, la vaporització del metall generarà un forat, com es mostra a la figura 1, a la pressió de retrocés de el vapor metàl·lic i la tensió superficial del metall líquid, la gravetat per arribar a un estat d'equilibri, el forat ja no s'aprofundeix, a la profunditat d'un forat estable després del tancament de la finalització de la soldadura de fusió profunda làser. En l'actualitat, a la fabricació d'automòbils, l'aplicació de soldadura per autofusió per làser és més àmplia, sovint s'utilitza en el cos de la soldadura, la soldadura de grup i les parts de la soldadura. En l'actualitat, els productes Maiteng, Touguan i Sprint de la marca Volkswagen, en el costat de la soldadura en el mètode de soldadura per fusió. En alguns models del logotip i Citroën, la soldadura de la porta també s'utilitza en la soldadura per autofusió làser. A més, segons el tipus de classificació de la soldadura, generalment hi ha una varietat de tipus, com ara una costura de soldadura lineal única, una costura de soldadura plural i no lineal, etc. A causa de la simplicitat del procés de producció de la costura de soldadura única, és ara s'utilitza àmpliament.
Volkswagen a Alemanya el 1985, la soldadura làser més antiga per a la soldadura del xassís del model Audi, Toyota al Japó el 1986, l'ús del mètode de soldadura làser de filferro per a la soldadura del bastidor lateral del cos. Aplicació de gran volum d'Amèrica del Nord de la tecnologia de soldadura làser el 1993, quan els Estats Units per tal de millorar la competitivitat de l'automòbil dels Estats Units amb l'automòbil japonès i van presentar el projecte de 2 mm. Fins ara, gairebé tots els principals fabricants d'automòbils del món han adoptat una gran quantitat de tecnologia de soldadura làser, que inclou peces estructurals de l'automòbil, com ara el marc lateral de la carrosseria, els panells de les portes, els marcs de les finestres del parabrisa, els panells de coberta de les rodes, els panells del sòl, els pilars intermedis, etc. .
Els Estats Units també són els primers làsers d'alta potència introduïts a la indústria de l'automòbil, al centre de la indústria de l'automòbil dels Estats Units a l'àrea de Detroit hi ha desenes d'estacions de processament làser, utilitzades per a peces metàl·liques d'automòbils de tall i soldadura d'engranatges, de manera que escurçar el restyling d'automòbils de 5 anys a 2 anys. General Motors ha utilitzat més de vint línies de producció de processament làser, la Ford Motor Company dels Estats Units va utilitzar làser Nd: YAG combinat amb robots industrials per soldar la carrosseria de la berlina, reduint molt els costos de fabricació, l'any 2000 les tres principals companyies d'automòbils dels EUA tenen el 50 per cent de la línia de producció de soldadura per punts de resistència es va substituir per una línia de producció de soldadura làser.
Al Japó, l'aplicació reeixida de la soldadura làser a la línia de producció per a l'atenció del món, com ara en la fabricació de carrosseries d'automòbils en la implementació de la soldadura làser d'emmotllament d'estampació de plaques d'acer prima de nous mètodes, i ara la majoria dels fabricants d'automòbils del món a segueix el mateix. Moltes empreses d'automòbils famoses del món han construït línies de producció especials de soldadura làser: la línia de producció de soldadura de sòls de cotxes de Thyssen Steel, la línia de producció de processament làser d'engranatges de Volkswagen, les 18 plantes de la fàbrica d'automòbils Mercedes-Benz en 8 de les instal·lacions d'equips de processament làser.
2.2 Soldadura de farciment làser
En la tecnologia de soldadura làser, el principi de la soldadura de filet làser és afegir un material de soldadura específic a la costura de soldadura i formar una unió soldada fonent el material de soldadura ple amb el feix làser. La soldadura làser de filet té avantatges evidents respecte als mètodes tradicionals de soldadura sense filet, tant pel que fa a l'ampliació de la gamma de soldadura làser com pel que fa a la possibilitat de soldar plaques gruixudes a un nivell de potència inferior i amb un efecte de soldadura superior. Cal tenir en compte que, en l'aplicació de la soldadura de filferro de farciment làser, no només per fondre el filferro, sinó també per fondre el material base, de manera que la producció de petits forats al material base perquè el cable i el material base per la fusió completa, per generar una nova piscina de fusió mixta. Piscina fosa barrejada i filferro, el material base té una diferència clara, pot millorar el material base en si, hi ha algunes deficiències de rendiment, en l'ús d'una composició raonable del filferro com a material de farciment, per garantir que la soldadura tingui un alt grau de desgast resistència i resistència a la corrosió.
2.3 Soldadura làser d'arc compost
En la soldadura làser, el principi de la soldadura composta per arc làser és combinar la font de calor làser i l'arc, en una piscina fosa, i després realitzar la soldadura. El principi de soldadura es mostra a la figura 2, i el mètode de soldadura es caracteritza per una petita deformació, alta velocitat i alta adaptabilitat.
A la producció d'automòbils de la sèrie de l'empresa alemanya Audi, el procés de soldadura compost d'arc làser s'aplica a la soldadura de carrosseria totalment d'alumini més crítica. La carrosseria del cotxe és la segona generació de la sèrie de luxe Audi A8, que està dissenyada per a la seguretat dels impactes i la resistència a la torsió i la deformació. La soldadura composta d'arc làser compleix tots els requisits i presenta una forta duresa, una gran resistència i una gran profunditat de fusió. Per tal de satisfer les altes expectatives dels clients d'aquest cotxe, s'ha de perfeccionar cada detall per garantir la qualitat de construcció del cotxe. Les costures de soldadura estretes de la soldadura híbrida làser es poden utilitzar per a peces de treball amb grans exigències d'aspecte, llavors les cantonades a la part superior del marc del cos no s'han d'omplir amb tires de plàstic. En el camp de la fabricació de vehicles lleugers, s'han de complir tots els requisits esmentats anteriorment, així com algunes condicions especials, i el procés de fabricació d'una carrosseria totalment d'alumini és encara més estricte pel que fa a aquests requisits.
2.4 Soldadura a distància per làser
En la tecnologia de soldadura làser, la soldadura làser remota es pot processar a llargues distàncies amb l'ajuda d'una lent de vibració d'escaneig d'alta velocitat per soldar peces amb raigs làser de diferents potències. A causa dels seus avantatges tècnics únics, actualment s'utilitza en un gran nombre de sostres panoràmics de Mercedes-Benz i Volkswagen, la soldadura lateral d'Audi. En l'aplicació actual de la soldadura remota làser en la fabricació d'automòbils, té els següents avantatges:
(1) té una gran precisió de posicionament, pot realitzar una soldadura ràpida per satisfer les necessitats de fabricació de les empreses automobilístiques.
(2) Es pot combinar amb diferents resistències estructurals per a la soldadura, per adonar-se de les necessitats de diferents formes de soldadura.
La soldadura remota per làser té grans exigències quant a materials i equips. Quan el gruix de les peces és gran, és impossible reduir la profunditat de la soldadura i la resistència al tall a la soldadura és baixa.
2.5 Soldadura per làser
En la tecnologia de soldadura làser, la tecnologia de soldadura làser té els avantatges d'una forma bella i un segellat fort i una gran resistència de la soldadura. El principi específic és enfocar el raig làser a la superfície del filferro de soldadura, després de fondre el filferro de soldadura per omplir les peces soldades, a la capa de soldadura per completar la soldadura. Tot i que aquest mètode és similar a la soldadura per fusió, el material base no es fon a la pràctica. Per tant, el punt de fusió del material de soldadura ha de ser inferior al del material de base, i la soldadura efectiva es realitza amb material de soldadura líquida. El principi es mostra a la figura 3.
Actualment, la soldadura per làser s'utilitza per soldar les tapes del maleter a Volkswagen, Haima, Chery i Audi, i també s'utilitza de tant en tant per unir el sostre i els panells laterals a Cadillac, Porsche, Ford i Volkswagen. Quan s'utilitza aquesta tecnologia, és important tenir en compte que el procés de soldadura es pot veure afectat per molts factors, especialment els paràmetres del procés. Per exemple, la velocitat de soldadura, la potència del làser i el diàmetre de punt s'han d'ajustar i dissenyar conjuntament amb la soldadura real per garantir l'eficàcia de la soldadura làser.
Els equips de soldadura per làser requereixen normalment una lent de processament de soldadura forta integrada al braç del robot. El raig làser es centra en les unions de les plaques, fonent un filferro de soldadura (per exemple, filferro de coure-silici) i unint així les peces. L'èxit d'aquest procés és que aconsegueix una força d'unió propera a la d'una soldadura, i produeix una costura de soldadura estèticament agradable. Les soldadures produïdes per soldadura làser són conegudes per les seves altes propietats de segellat, suavitat i neteja. Com a resultat, el producte soldat requereix poca reelaboració. Per exemple, la carrosseria es pot pintar directament després de la neteja.
La utilitat dels làsers de díode Laserline en el camp de la soldadura per làser és molt valorada a tot el món. Més de 800 làsers de díode LDF s'utilitzen amb èxit a llarg termini en aplicacions de muntatge de carrosseria d'automòbils a tot el món. La soldadura làser d'alta qualitat no només es caracteritza per una gran resistència de la soldadura i un baix impacte tèrmic, sinó també per les altes exigències de l'estètica de la junta de soldadura. Un dels principals avantatges de processament del làser semiconductor és que produeix una piscina fosa estable. A més, el mòdul de tres punts desenvolupat per Laserline ofereix més avantatges en aplicacions de soldadura forta: fins i tot quan es solden xapes d'acer galvanitzat en calent difícils de soldar, aquesta tecnologia permet unions de soldadura d'alta qualitat sense comprometre la velocitat de soldadura.
La soldadura per làser ha estat durant molt de temps un procés principal en la producció de carrosseries d'automòbils. No obstant això, l'ús creixent d'acer galvanitzat a les carrosseries d'automòbils ha comportat una sèrie de problemes: augment de les esquitxades de partícules durant la soldadura i ondulacions a les unions dels fils, que s'han d'evitar reduint la velocitat de processament. laserline ha desenvolupat una solució innovadora a aquest problema: mitjançant l'ús d'un mòdul multipunt, amb les taques laterals davant del punt principal, la capa galvanitzada es pot eliminar primer al voltant de la soldadura, fent possible eliminar la capa galvanitzada de la soldadura. Això fa possible eliminar primer la capa galvanitzada al voltant de la soldadura, assegurant així un procés de soldadura suau sense haver de reduir la velocitat de soldadura. Aquest procés ha tingut una bona acollida en el sector.
La soldadura làser de díode de galvanització de zinc convencional utilitza tecnologia d'un sol punt. La font làser està integrada al robot de soldadura. A causa de l'estabilització de la piscina fosa produïda pel làser de díode, és possible el revestiment làser de substrats de plata o llautó. Les soldadures són estèticament agradables i d'alta qualitat. L'estabilitat operativa dels làsers de díode LDF s'ha demostrat en la producció en sèrie comparant un làser YAG de 4 kW amb un làser de díode de 6 kW per a la soldadura d'un Volkswagen Touran a Wolfsburg, Alemanya.
3. Conclusió
Per a la indústria de fabricació d'automòbils, diferents tecnologies de soldadura làser tenen un valor d'utilització diferent. Diferents parts del cotxe per triar un mètode de soldadura raonable, afavoreix la millora de la qualitat general de la fabricació d'automòbils i, en el cost de la soldadura, l'eficiència de la soldadura per satisfer les necessitats de les empreses d'automoció. Per aquest motiu, aquest article analitza el principi i els avantatges i desavantatges de la tecnologia de soldadura per làser, explora l'efecte d'aplicació de la soldadura per làser d'autofusió, la soldadura d'ompliment de fil làser, la soldadura làser composta per arc, la soldadura remota per làser i la soldadura làser en la fabricació d'automòbils, ofereix experiència de soldadura per a la fabricació d'automòbils, millora el nivell de soldadura de les empreses automobilístiques i promou el desenvolupament saludable i sostenible de la indústria de fabricació d'automòbils. Traduït amb www.DeepL.com/Translator (versió gratuïta)
