Вовед
Со оглед на тоа што телото на возилото е носител на другите делови на возилото, неговата технологија на производство директно го одредува севкупниот производствен квалитет на возилото.Заварувањето е важен производствен процес во процесот на производство на каросеријата на автомобилот.Во моментов, технологиите за заварување што се користат за заварување на каросеријата на автомобилите главно вклучуваат заварување со отпор, МИГ заварување, МАГ заварување и ласерско заварување.
Технологијата на ласерско заварување како напредна технологија за заварување со оптоелектромеханичка интеграција, во споредба со традиционалната технологија за заварување на автомобилски каросерија, има предности на висока густина на енергија, брза брзина на заварување, мал стрес и деформација на заварување и добра флексибилност.
Структурата на каросеријата на автомобилот е сложена, а неговите компоненти се главно тенкоѕидни и закривени.Заварувањето на каросеријата на автомобилот се соочува со одредени потешкотии, како што се промени во материјалот на телото, различна дебелина на делови од телото, разновидна траекторија на заварување и форми на спојници.Покрај тоа, заварувањето на каросеријата на автомобилот има високи барања за квалитетот на заварувањето и ефикасноста на заварувањето.
Врз основа на соодветните параметри на процесот на заварување, ласерското заварување може да обезбеди висока јачина на замор и цврстина на удар на клучните компоненти на каросеријата на автомобилот, за да се обезбеди квалитетот на заварувањето и работниот век на телото на автомобилот.Технологијата на ласерско заварување може да се прилагоди на различни форми на спојници, различни дебелини и различни типови на материјали за заварување на делови од автомобилот, за да ги задоволи флексибилните потреби на производството на автомобилски каросерија.Затоа, технологијата за ласерско заварување е важно техничко средство за да се постигне висококвалитетен развој на автомобилската индустрија.
Технологија на ласерско заварување на автомобилско тело
Ласерска технологија за заварување со длабока пенетрација на каросеријата на автомобилот
Принципот на процесот на ласерско заварување со длабока пенетрација (слика 1) е како што следува: кога густината на моќноста на ласерот ќе достигне одредено ниво, површината на материјалот испарува, формирајќи клучалката.Кога притисокот на металната пареа во дупката ќе достигне динамична рамнотежа со статичкиот притисок и површинскиот напон на околната течност, ласерот може да се зрачи до дното на дупката преку клучалката, а со движењето на ласерскиот зрак, континуирано се формира завар.За време на процесот на заварување со длабока пенетрација со ласер, нема потреба да се додава помошен флукс или полнење, а сопствените материјали на работното парче може да се заварат заедно.
Сл.1 Шематски дијаграм на процесот на ласерско заварување со длабока пенетрација
Заварот добиен со ласерско заварување со длабока пенетрација е генерално мазен и правилен, а деформацијата е мала, што е погодно за подобрување на прецизноста на производството на автомобилското тело.Високата цврстина на затегнување на заварот го обезбедува квалитетот на заварувањето на телото на автомобилот.Брзината на заварување е голема, што е погодно за подобрување на ефикасноста на производството на заварување.
Во процесот на заварување на каросеријата на автомобилот, употребата на процесот на заварување со длабока пенетрација со ласер може значително да го намали бројот на делови, калапи и алатки за заварување, а со тоа да ја намали тежината на телото и трошоците за производство.Сепак, процесот на заварување со длабока пенетрација со ласер има слаба толеранција за јазот за склопување на заварените делови, а јазот на склопување треба да се контролира помеѓу 0,05 и 2 mm.Ако јазот за склопување е преголем, ќе се појават дефекти при заварување како што се порите.
Тековното истражување покажува дека заварот со добро обликување на површината, помали внатрешни дефекти и одлични механички својства може да се добие со оптимизирање на процесните параметри на ласерското заварување со длабока пенетрација при заварување на истиот материјал од каросеријата на автомобилот.Одличните механички својства на заварот можат да ги задоволат потребите на компонентите за заварување на каросеријата на автомобилот.Меѓутоа, при заварувањето на каросеријата на автомобилот, различната метална ласерска технологија за заварување со длабока пенетрација претставена со легура на алуминиум и челик не е зрела.Иако шевовите за заварување со одлични перформанси може да се добијат со додавање преодни слоеви, механизмот на влијание на различни материјали од преодниот слој на слојот IMC и механизмот на нивното дејствување на микроструктурата на заварот не се јасни и потребни се дополнителни истражувања.
Процес на заварување со полнење на ласерска жица на автомобилско тело
Принципот на процесот на заварување на жица за полнење со ласер е како што следува: заварениот спој се формира со претходно полнење на специфична жица за заварување во заварот или истовремено напојување на жицата за заварување за време на процесот на ласерско заварување.Ова е еквивалентно на внесување приближно хомоген материјал од жица за заварување во базенот за заварување при ласерско заварување со длабока пенетрација.Шематскиот дијаграм на процесот на заварување со жица за полнење со ласер е прикажан на слика 2.
Сл.2 Шематски дијаграм на процесот на заварување со полнење со ласерска жица
Во споредба со ласерското заварување со длабока пенетрација, заварувањето со ласерско полнење на жица има две предности во автоматското заварување на телото: прво, може во голема мера да ја подобри толеранцијата на јазот на склопување помеѓу деловите на автомобилот што треба да се заварат и да го реши проблемот што ласерското заварување со длабока пенетрација бара премногу клиренс на жлебот;Второ, ткивната дистрибуција на областа на заварот може да се подобри со користење на жици за заварување со различна содржина на составот, а потоа може да се регулираат перформансите на заварот.
Во процесот на производство на автомобилски каросерија, процесот на заварување со полнење со ласерска жица главно се користи за заварување на алуминиумска легура и челични делови од телото.Особено во процесот на заварување на делови од алуминиумска легура на автомобилското тело, површинскиот напон на стопениот базен е мал, што лесно може да доведе до колапс на стопениот базен, а процесот на заварување со полнење со ласерска жица може подобро да го реши проблемот со колапсот на стопениот базен со топење на жицата за заварување.
Технологија на ласерско лемење на автомобилско тело
Принципот на процесот на ласерско лемење е како што следува: ласерот се користи како извор на топлина, ласерскиот зрак се осветлува на површината на жицата за заварување откако ќе се фокусира, жицата за заварување се топи, стопената жица паѓа и се полни помеѓу делови што треба да се заварат, а металуршките ефекти како што се топење и дифузија се јавуваат помеѓу металот за полнење и работното парче, така што работното парче е поврзано.За разлика од процесот на заварување со полнење со ласерска жица, процесот на ласерско лемење само ја топи жицата и не го топи работното парче што треба да се завари.Ласерското лемење има добра стабилност при заварување, но цврстината на затегнување на заварот е мала.Сл.3 ја прикажува примената на процесот на ласерско лемење при заварување на капакот на автомобилскиот багажник.
Сл.3 Примена на ласерско лемење во автомобил: (а) ласерско заварување на задната хауба;(б) Шематски дијаграм на ласерско лемење
Во процесот на заварување на каросеријата на автомобилот, процесот на ласерско лемење е главно заварување на делови од телото со ниски барања за јачина на зглобот, како што е заварувањето помеѓу горниот капак и страничниот ѕид на телото, заварувањето помеѓу горните и долните делови на багажникот капакот, итн., Фолксваген, Ауди и други модели од високата класа на горниот капак користат процес на ласерско лемење.
Главните дефекти во шевот за заварување со ласерско лемење на автомобилското тело вклучуваат гризење на рабовите, порозност, деформација на заварот, итн. Дефектите може да се потиснат очигледно со прилагодување на параметрите на процесот и користење на повеќефокусниот процес на ласерско лемење.
Технологија на композитно заварување со ласерски лак на автомобилско тело
Принципот на процесот на ласерско-лачно композитно заварување е како што следува: со користење на два извора на топлина на ласер и лак за да дејствуваат на површината на работното парче што треба да се завари истовремено, работното парче се топи и се зацврстува за да се формира завар.Слика 4 го прикажува шематскиот дијаграм на процесот на композитно заварување со ласерско-лак.
Сл.4 Шематски дијаграм на процесот на ласерско-лачно композитно заварување
Композитното заварување со ласерско лачно заварување ги има предностите и на ласерското и на лачното заварување: прво, под дејство на двојни извори на топлина, брзината на заварување се подобрува, внесот на топлина е мал, деформацијата на заварот е мала и карактеристиките на ласерското заварување се одржуваат;Второ, има подобра способност за премостување и поголема толеранција на јазот во склопувањето;Трето, стапката на зацврстување на стопениот базен е бавна, што е погодно за елиминирање на дефектите при заварување како што се порите и пукнатините и за подобрување на структурата и перформансите на зоната погодена од топлина.Четврто, поради ефектот на лакот, може да заварува материјали со висока рефлексивност и висока топлинска спроводливост, а опсегот на материјали за примена е поширок.
Во процесот на производство на автомобилски каросерија, процесот на композитно заварување со ласерски лак е главно за заварување на компоненти од алуминиумска легура на каросеријата и различни метали од алуминиум-челик, а заварувањето се врши за делови со големи склопни празнини, како што е заварувањето на делови од вратата на автомобилот, бидејќи монтажната празнина е погодна за играње на мостот изведба на ласерско-лачно композитно заварување.Дополнително, технологијата на композитно лачно заварување со ласерски МИГ се применува и на страничната позиција на горниот дел од снопот на телото на Audi.
Во процесот на заварување на каросеријата на автомобилот, композитното ласерско заварување ја има предноста на поголема толеранција на јазот од единечното заварување, но релативната положба на ласерот и лакот, параметрите на ласерското заварување, параметрите на лакот и другите фактори треба сеопфатно да се разгледаат.Однесувањето за пренос на топлина и маса при ласерско заварување е сложено, особено механизмот на регулација на енергијата и регулација на дебелината и структурата на IMC при заварување со различни материјали сè уште е нејасен, а потребни се дополнителни истражувања.
Други процеси на ласерско заварување на автомобилски каросерии
Ласерско заварување со длабока пенетрација, заварување со полнење со ласерска жица, ласерско лемење и композитно заварување со ласерско лачно и други процеси на заварување се позрела теорија и обемни практични апликации.Со подобрувањето на барањата на автомобилската индустрија за ефикасноста на заварувањето на каросеријата и зголемувањето на побарувачката за заварување на различни материјали во производството на лесни автомобили, внимание е посветено на ласерско заварување на самото место, на ласерско заварување со нишање, на заварување со повеќе ласерски зраци и на ласерско заварување со летање. до.
Процес на ласерско заварување на место
Ласерското заварување на самото место е напредна технологија за ласерско заварување, која ги има предностите на брзата брзина на заварување и високата прецизност на заварувањето.Основниот принцип на ласерското заварување на место е да се фокусира ласерскиот зрак до одредена точка на делот што треба да се заварува, така што металот во точката веднаш се стопи, со прилагодување на густината на ласерот за да се постигне заварување со топлинска спроводливост или ефект на заварување со длабока фузија. , кога ласерскиот зрак престанува да дејствува, течниот метал повторно тече, се зацврстува за да формира спој.
Постојат две главни форми на ласерско заварување на место: импулсно ласерско заварување на место и континуирано ласерско заварување на место.Врвната енергија на ласерскиот зрак за заварување со импулсно ласерско место е висока, но времето на дејство е кратко, обично се користи за заварување на легура на магнезиум, алуминиум и други лесни метали.Просечната моќност на ласерскиот зрак при континуирано ласерско заварување на место е висока, времето на ласерско дејство е долго и широко се користи во заварувањето на челик.
Во однос на заварувањето на каросеријата на автомобилот, во споредба со заварувањето со отпор на место, ласерското заварување на место ги има предностите на бесконтактно, траекторијата на заварување на место може да се дизајнира независно, итн., што може да ги исполни барањата за висококвалитетно заварување под различни празнини во скутот на материјали за каросеријата на автомобилот.
Процес на заварување со ласерско замавнување
Ласерското заварување со нишање е нова технологија за ласерско заварување предложена во последниве години, која е многу загрижена.Принципот на оваа технологија е: со интегрирање на група галванометар на главата за ласерско заварување, ласерскиот зрак е брзо, уреден и во мал опсег, за да се постигне ефектот на ласерскиот зрак да се движи напред додека се меша.
Главните траектории на замавнување во процесот на заварување со ласерско замавување вклучуваат попречно замавнување, надолжно замавнување, кружно замавнување и бесконечно замавнување.Процесот на заварување со ласерско нишање има значителни предности во заварувањето на каросеријата на автомобилот.Под дејство на замавнувањето на ласерскиот зрак, состојбата на проток на стопениот базен значително се менува.Затоа, процесот не само што може да го елиминира несоединетиот дефект, да постигне префинетост на зрната и да ја потисне порозноста при заварувањето на истиот материјал на каросеријата на автомобилот.Дополнително, може да ги подобри проблемите како што се недоволно мешање на различни материјали и лоши механички својства на заварите при заварување на хетерогени материјали на каросеријата на автомобилот.
Процес на заварување со повеќе ласерски зрак
Во моментов, ласерот со оптички влакна може да се подели на повеќе ласерски зраци со модул за раздвојување инсталиран во главата за заварување.Заварувањето со повеќе ласерски зрак е еквивалентно на примена на повеќе извори на топлина во процесот на заварување, со прилагодување на дистрибуцијата на енергија на зракот, различните зраци можат да постигнат различни функции, како што се: зракот со поголема густина на енергија е главниот зрак, одговорен за длабоко пенетрационо заварување;Пониската енергетска густина на зракот може да ја исчисти и претходно загрее површината на материјалот и да ја зголеми апсорпцијата на енергијата на ласерскиот зрак од материјалот.
Поцинкуван челичен материјал со висока цврстина е широко користен во автомобилското тело.Технологијата за заварување со повеќе ласерски зрак може да го подобри однесувањето на испарување на цинковата пареа и динамичкото однесување на стопениот базен во процесот на заварување на галванизирана челична плоча, да го подобри проблемот со прскање и да ја подобри цврстината на затегнување на заварот.
Процес на ласерско летачко заварување
Технологијата за ласерско заварување е нова технологија за ласерско заварување, која има висока ефикасност на заварување и може да се дизајнира самостојно.Основниот принцип на ласерското летачко заварување е дека кога ласерскиот зрак се спушта на ретровизорите X и Y на огледалото за скенирање, Аголот на огледалото се контролира со независно програмирање за да се постигне отклонување на ласерскиот зрак под кој било агол.
Традиционалното ласерско заварување на автомобилското тело главно се потпира на синхроното движење на главата за ласерско заварување управувано од робот за заварување за да се постигне ефект на заварување.Сепак, ефикасноста на заварувањето на автомобилското тело е строго ограничена од повторливите повратни движења на роботот за заварување поради големиот број на завари и долгата должина на заварите.Спротивно на тоа, ласерското заварување само треба да го прилагоди аголот на огледалото за да постигне заварување во одреден опсег.Затоа, технологијата за ласерско заварување може значително да ја подобри ефикасноста на заварувањето и има широки можности за примена.
Резиме и перспектива
Со развојот на автомобилската индустрија, идната технологија за заварување на каросеријата ќе продолжи да се развива во два аспекта: процес на заварување и интелигентна технологија.
Каросеријата на автомобилот, особено каросеријата на новото енергетско возило, се развива во насока на лесна тежина.Лесните легури, композитните материјали и различните материјали ќе бидат пошироко користени во автомобилското тело.
Во последниве години, новите процеси на ласерско заварување, како што се заварување со ласерско замавнување, заварување со повеќе ласерски зрак, заварување со ласерско летање, итн., беа прелиминарно теоретско истражување и истражување на процесите во однос на квалитетот на заварувањето и ефикасноста на заварувањето.Во иднина, неопходно е тесно да се комбинира новонастанатиот процес на ласерско заварување со лесни материјали и различни материјали заварувачки сцени на автомобилско тело, да се спроведе длабинско истражување за дизајнот на траекторијата на замавнување на ласерскиот зрак, акциониот механизам на енергијата на повеќе ласерски зраци и подобрување на ефикасноста на летното заварување и истражете го зрелиот лесен процес на заварување на каросеријата на автомобилот.
Технологијата за ласерско заварување на автомобилското тело е длабоко интегрирана со интелигентна технологија.Перцепцијата во реално време на состојбата на ласерско заварување на автомобилското тело и контролата на повратните информации на параметрите на процесот играат одлучувачка улога во квалитетот на заварувањето.Сегашната интелигентна технологија за ласерско заварување најмногу се користи за планирање и следење на траекторијата пред заварување и проверка на квалитетот по заварувањето.Дома и во странство, истражувањето за откривање на дефекти на заварување и адаптивна контрола на параметрите е сè уште во почетна фаза, а технологијата за адаптивна контрола на параметрите на процесот на ласерско заварување не е применета во производството на каросеријата на автомобилот.
Затоа, со оглед на применливите карактеристики на технологијата за ласерско заварување во процесот на заварување на каросеријата на автомобилот, треба да се создаде интелигентен сензорен систем за ласерско заварување со напредни мулти-сензори како јадро и систем за контрола на роботот за заварување со голема брзина и прецизност. развиен во иднина за да обезбеди реално време и точност на сите аспекти на интелигентната технологија за ласерско заварување.Отворете ја врската „Планирање на траекторијата пред заварување – параметарска адаптивна контрола на онлајн откривање на квалитетот на заварувањето по заварување“ за да обезбедите висококвалитетна и ефикасна обработка.
Време на објавување: Октомври-16-2023 година