Màquina de soldadura làser a la indústria de l'automòbil

Fa més de quatre dècades, els làsers van néixer i van demostrar poderoses capacitats que van emocionar el món. Després de tants anys de desenvolupament, la tecnologia làser ha entrat en diversos camps i ha jugat un paper vital. A la indústria de l'automòbil, la tecnologia làser és encara més única, la soldadura làser, la perforació làser, el marcatge làser s'utilitzen àmpliament.

1. Definició de tecnologia làser
El làser és una nova font de llum als anys 60. Amb bona monocromaticitat, forta direccionalitat, alta brillantor i altres característiques. S'han descobert milers de substàncies de treball làser, amb longituds d'ona que van des dels raigs X suaus fins a l'infraroig llunyà. La tecnologia làser utilitza miralls polaritzadors per reflectir el feix produït pel làser de manera que es concentri en un dispositiu d'enfocament per produir un feix d'energia enorme. Si el punt focal està a prop de la peça de treball, el cavall de batalla es fon i s'evapora en mil·lisegons, un efecte que es pot utilitzar en el procés de soldadura.

2. Viabilitat de la tecnologia de soldadura làser
Els làsers es classifiquen generalment segons les diferents substàncies de treball que produeixen llum làser, principalment làsers semiconductors (GaAs, InP, etc.), làsers d'estat sòlid (Nd: YAG, etc.), làsers de gas (CO2, He-Ne, etc.). ) làsers, làsers líquids (tints ajustables, etc.), làsers químics, làsers d'electrons lliures, etc. Entre ells, els làsers de gas utilitzen gas o vapors metàl·lics com a partícules emissores de llum, i és la classe de làsers amb més varietats, els modes d'excitació més diversificats, la regió de distribució de longituds d'ona làser més àmplia, la manera més senzilla d'aconseguir una continuïtat d'alta potència. sortida, i el més utilitzat. El làser d'estat sòlid és produir partícules làser dopades a la matriu sòlida, la concentració de les quals és més gran que el gas, i per tant pot obtenir una sortida d'energia làser relativament gran, amb gran energia, gran potència màxima, compacte, sòlida i duradora i així successivament. La soldadura làser principalment en l'ús d'aquests dos làser de materials excitats.

L'aplicació de la tecnologia de soldadura per làser en el camp de la fabricació ha anat creixent de manera constant, des de pols fins a continu, de baixa potència a alta potència, de placa fina a peces gruixudes, des de simple costura única fins a formes complexes, la soldadura làser en el procés d'evolució contínua ha convertir-se gradualment en una tecnologia de processament moderna madura. La soldadura làser es divideix en soldadura làser polsada i soldadura làser contínua, i en la soldadura contínua es pot dividir en soldadura per conducció de calor i soldadura de penetració profunda. Amb la millora de la potència de sortida del làser, especialment l'aparició del làser de CO2 d'alta potència, la tecnologia de penetració profunda del làser a casa i a l'estranger ha estat un desenvolupament ràpid, la proporció més gran de profunditat a amplada de soldadura ha arribat a 12:1, materials de soldadura làser de el desenvolupament general de l'acer suau a la soldadura actual de xapa galvanitzada, alumini, titani, coure i materials ceràmics, la velocitat de soldadura làser ha arribat a desenes de metres per minut, la tecnologia de soldadura làser cada cop més madura i un gran nombre d'aplicacions a la línia de producció a la línia de producció d'automòbils, com ara soldadura d'engranatges, sòls d'automoció i components estructurals (inclòs el cos de la porta) de la soldadura d'alta velocitat i ha aconseguit grans beneficis econòmics i socials.

Segons les estadístiques rellevants, a Europa i als països industrials desenvolupats dels Estats Units, hi ha un 50 per cent -70 per cent de les peces d'automòbil es completen amb processament làser. La soldadura làser a la indústria de l'automòbil s'ha convertit en un procés estàndard, que consisteix principalment en soldadura làser i tall. La soldadura làser per als panells de carrosseria pot tenir diferents gruixos i tenir una capa de recobriment superficial diferent de la placa metàl·lica soldada i després estampada, de manera que l'estructura del panell es pot fer per aconseguir la combinació més raonable de metall. La velocitat de la soldadura làser és d'uns 4,5 m/min i hi ha poca deformació, eliminant el processament secundari. La soldadura làser accelera el procés de substitució de peces forjades per peces estampades. L'ús de la soldadura làser redueix l'amplada de la solapa i algunes de les peces de reforç, i també comprimeix el volum de les parts estructurals de la pròpia carrosseria. Només això redueix el pes del cos en 56 kg. La soldadura per làser s'utilitza per soldar carcassas i marcs de sostre, i per soldar cobertes de convertidors de transmissió, que estan controlades per CNC, amb un temps de cicle d'uns 16 segons i un temps de soldadura real de només 3 segons, i que es pot operar contínuament durant 24 hores al dia. S'utilitza per soldar el conjunt i el xassís de la transmissió del cotxe petit, la velocitat de soldadura del raig làser, fàcil d'automatitzar i fàcil de controlar i fusionar-se en un sistema de fabricació flexible, raig làser per millorar el disseny del producte i el cicle de producció del fabricant, reduint la taxa de ferralla dels productes acabats .

3. Màquina de soldadura làser a la indústria de l'automoció
L'ús de la soldadura per làser pot aportar grans beneficis econòmics a la indústria de fabricació d'automòbils, com ara el muntatge del cos en un gran nombre de soldadures per punts, els dos capçals de soldadura subjectats a la vora de la soldadura de la peça, l'amplada de la brida necessita 16 mm i la soldadura per làser és una soldadura unilateral, només 5 mm, la soldadura per punts per a la soldadura làser, cada cotxe pot estalviar 40kg d'acer. amb la soldadura tradicional per punts de soldadura de dues peces de peces d'estampació de xapa d'acer 0.8mm, la mitjana és de 20 punts / min, la distància de soldadura és de 25 mm, és a dir, la velocitat de 0,5 m / min, amb velocitat de soldadura làser pot arribar a 5m/min o més. L'ús de la tecnologia de soldadura làser, no només per reduir costos, sinó també per millorar considerablement l'eficiència de la producció. En l'actualitat, un conjunt de sistemes de robots de processament làser de classe de quilowatts sempre que centenars de milers de dòlars, la seguretat i la fiabilitat del nou làser també està garantida, la seva taxa d'inactivitat de fallada de només el 2 per cent, les mesures de protecció també són extremadament fiables . La soldadura làser requereix una coincidència estreta entre la superfície de contacte de la peça de treball, que no és fàcil de realitzar en el procés, però els mètodes de subjecció avançats actuals i adequats per al disseny de brides de soldadura per làser perquè s'hagi resolt aquest problema, la maduració gradual de la tecnologia de soldadura làser fa que els principals fabricants d'automòbils sense excepció s'aplicaran a la soldadura làser de la línia de producció d'automòbils.

Els Estats Units 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 la zona de Detroit hi ha més de 40 estacions de processament làser per al tall de peces metàl·liques d'automòbils i la soldadura d'engranatges, de manera que la reforma del cotxe des de 5 anys escurçats a 2 anys. La General Motors dels Estats Units ha adoptat 22 línies de producció de processament làser, la Ford Motor Company dels Estats Units utilitzant làser Nd: YAG combinat amb robots industrials per soldar la carrosseria de la berlina, reduint considerablement el cost de fabricació, les tres principals companyies d'automòbils dels EUA l'any 2000, allà El 50 per cent de la línia de producció de soldadura per punts de resistència va ser substituïda 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 de l'emmotllament d'estampació de plaques d'acer prima de nous mètodes, i ara ha estat la majoria de l'automòbil del món. fabricants a seguir el mateix. Moltes de les principals companyies d'automòbils del món han construït una línia de producció especial de soldadura làser: línia de producció de soldadura de sòls d'automòbils Thyssen Steel, línia de producció de processament làser d'engranatges de fàbrica d'automòbils Volkswagen, fàbrica d'automòbils Mercedes-Benz a la planta 18 en 8 instal·lacions d'equips de processament làser.

La màquina de soldadura làser s'utilitza a la indústria de l'automòbil, sobretot per a la soldadura de carrosseries d'automòbils i la soldadura de peces en blanc empalmades. Per satisfer la demanda del mercat i dels clients, és molt necessari millorar la carrosseria i el procés de fabricació, i el valor de la carrosseria del cotxe és d'aproximadament 1/5 del valor total del cotxe, l'ús del procés de soldadura làser perquè el cos de la resistència a l'impacte i la resistència a la fatiga es poden millorar significativament, millorar la qualitat del cotxe. La soldadura làser a causa de l'ús del control informàtic, de manera que té una forta flexibilitat i mobilitat, pot ser una forma especial dels panells de la porta, parafangs, engranatges, quadres d'instruments i altres parts de la soldadura, però també per completar el sostre i el lateral. del cotxe, el bastidor del motor i el bastidor del radiador i altres parts del conjunt, si s'acobla amb un sistema de transmissió de fibra òptica i mà robòtica, podeu realitzar la línia de muntatge automatitzada d'automòbils. L'ús d'uns 3KW de transmissió de fibra òptica Nd: làser continu YAG, amb sistema de soldadura per punts i accessoris de línia de producció, pot aconseguir el propòsit de la soldadura automatitzada, General Motors, Mercedes-Benz, etc. han adoptat aquest sistema utilitzat a la línia de producció. dels últims models, el sistema de soldadura per làser gairebé pot assolir els requisits d'un processament perfecte, en termes d'eficiència, economia, seguretat, resistència, resistència a la corrosió, tenen un rendiment excel·lent. El sistema de soldadura làser s'utilitza a la línia de producció dels últims models de cotxes.

La carrosseria i el xassís d'un cotxe consta de més de 300 tipus de peces, l'ús de la soldadura per làser pot ser gairebé tots independentment del gruix, grau, tipus, grau de materials soldats per fer una varietat de formes de peces, millorant molt la flexibilitat. del disseny d'automòbils. La palanquilla d'empalmament es troba en l'anàlisi completa de l'estructura del cos sobre la base de l'optimització del disseny dels components, de manera que es pot fer una soldadura típica de billets d'alguns tipus de billets, la qual cosa redueix molt el nombre de motlles, augmentant la utilització de Els materials, però també en la força dels diferents requisits de diferents parts de la palangana de diferents gruixos, es poden utilitzar en un modelat d'estampació per reduir el pes i millorar la precisió, però també millorar la resistència a la corrosió i el rendiment de seguretat! L'estructura corporal també es simplifica molt. La línia de producció de tancaments laterals de Toyota utilitza una tecnologia de soldadura en blanc d'empalmament, fent que el nombre de motlles es redueixi a quatre, la taxa d'utilització del material del 65 per cent, a més d'altres peces, de manera que el cost de cada cotxe baixa més de 30 dòlars dels EUA, augmentant considerablement el avantatges dels fabricants d'automòbils.

Actualment, als països estrangers, Alemanya Volkswagen a AudiA6, GolfA4, Passat i altres marques del sostre són soldadura per làser, BMW, General Motors a la part superior del marc també utilitza soldadura làser, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen s'utilitzen en la tecnologia de plaques d'empalmament làser, els tres grans dels Estats Units, Alemanya Mercedes-Benz utilitza components de transmissió de soldadura làser. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan van aplicar tecnologia de tall làser, Fiat i Toyota amb vàlvules d'escapament del motor amb recobriment làser, arbres de lleves del motor Volkswagen per aconseguir un tractament d'enduriment de superfície làser.

Al país, des de models domèstics d'alta qualitat, com ara: Passat, Buick, Audi, etc., s'utilitzen per a la soldadura per làser a la soldadura per làser en la transformació del domèstic va començar a utilitzar la tecnologia de soldadura làser, la primera del país a utilitzar La tecnologia de soldadura per làser (en lloc de la soldadura per làser), a l'avantguarda de la FAW-Volkswagen, mentre que alguns dels fabricants d'automòbils nacionals han començat a utilitzar gradualment aquesta tecnologia. La tecnologia làser està actualment en l'aplicació de FAW, FAW Volkswagen AudiA6 superior i la contraportada BORA mitjançant soldadura làser, Sagitar (Sagitar) es trobava a la part superior del cos, la coberta posterior i altres parts de la tecnologia de soldadura làser, longitud de soldadura de més de 30 metres. FAW va utilitzar equips per al làser alemany HassYAG 3KW i el robot Kuka, peces de revestiment de carrosseria del sedan de la FAW Car Company mitjançant tall per làser, utilitzant equips per a la màquina de processament làser de CO2 tridimensional ARNOLD 3KW de cinc eixos alemany, peces de xassís FAW, sabata de fre de la planta amb làser enduriment, utilitzant equips per a la màquina domèstica de processament làser de 2KW CO2, peces de plaques primes del centre de motlle FAW per al tall per làser, l'ús d'equips per a la màquina domèstica de processament làser de 1.5KWCO2. Amb la maduresa de la tecnologia de soldadura làser i la caiguda del preu de la màquina de soldadura làser, Chery Automobile de la Xina també va començar a utilitzar la tecnologia de soldadura làser.

4. Perspectives de la tecnologia làser

La tecnologia de soldadura per làser en el procés tradicional de soldadura d'automòbils ha portat l'impacte de les principals empreses d'automoció en una actitud molt positiva cap a això, l'ús de noves tecnologies significa una competitivitat més forta, especialment la competència brutal a la indústria de l'automoció. Tecnologia de soldadura làser en la soldadura d'alumini, peces soldades en lloc de peces de fosa i aplicació de soldadura d'estructura de marc de cos complet del futur més gran, els fabricants de làser haurien d'aprofitar les oportunitats de negoci en la mobilitat del làser, el volum i altres aspectes del treball, amb fibra òptica. làser de transmissió, de manera que el làser sigui més adequat per a les necessitats de la línia de producció d'automòbils. Alguns fabricants nacionals de productes làser s'han adonat gradualment d'això, com ara la producció de Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. de la màquina de soldadura làser Nd: YAG polsada que utilitza l'enfocament d'acoblament de fibra òptica, fàcil d'utilitzar, el capçal làser pot estar lluny del zona de soldadura, el rendiment del làser és estable i fiable, llarga vida, però també l'ús del sistema tradicional òptic tradicional, el làser pot ser soldadura làser, tall làser i punxonat, tots dos. Una màquina polivalent, especialment adequada per a tallers de processament làser i línia de producció automatitzada.

5. Resum

La indústria de l'automòbil del segle XXI està entrant en els requisits de l'usuari d'acord amb el mode de producció modular flexible, la tecnologia de processament tradicional no pot satisfer les necessitats del nou mode de producció, cosa que ofereix una oportunitat a l'aplicació a gran escala de la tecnologia de soldadura làser, La tecnologia de soldadura làser i altres tecnologies de processament làser en el camp de l'automoció tindran un major desenvolupament, es convertiran en un mètode de processament important a la indústria de l'automoció.