Spawarka laserowa w przemyśle motoryzacyjnym

Ponad czterdzieści lat temu powstały lasery, które zademonstrowały potężne możliwości, które zachwyciły cały świat. Po tylu latach rozwoju technologia laserowa przeniknęła do różnych dziedzin i odegrała istotną rolę. W przemyśle motoryzacyjnym technologia laserowa jest jeszcze bardziej wyjątkowa, szeroko stosowane jest spawanie laserowe, wiercenie laserowe, znakowanie laserowe.

1. Definicja technologii laserowej
Laser to nowe źródło światła w latach 60. Z dobrą monochromatycznością, silną kierunkowością, wysoką jasnością i innymi cechami. Odkryto tysiące substancji pracujących w laserach o długościach fal od miękkiego promieniowania rentgenowskiego do dalekiej podczerwieni. Technologia laserowa wykorzystuje zwierciadła polaryzacyjne do odbijania wiązki wytwarzanej przez laser, dzięki czemu jest ona skoncentrowana w urządzeniu ogniskującym w celu wytworzenia wiązki o ogromnej energii. Jeśli ognisko znajduje się blisko przedmiotu obrabianego, koń pociągowy topi się i odparowuje w ciągu milisekund, co można wykorzystać w procesie spawania.

2. Możliwość zastosowania technologii spawania laserowego
Lasery są ogólnie podzielone na kategorie według różnych substancji roboczych, które wytwarzają światło laserowe, głównie lasery półprzewodnikowe (GaAs, InP itp.), Lasery na ciele stałym (Nd: YAG itp.), Lasery gazowe (CO2, He-Ne itp.). ) lasery, lasery ciekłe (przestrajalne barwniki itp.), lasery chemiczne, lasery na swobodnych elektronach i tak dalej. Wśród nich lasery gazowe wykorzystują gaz lub opary metali jako cząstki emitujące światło i jest to klasa laserów z największą liczbą odmian, najbardziej zróżnicowanymi trybami wzbudzenia, najszerszym obszarem rozkładu długości fali lasera, najłatwiejszym sposobem na uzyskanie ciągłej mocy o dużej mocy wyjściowy i najczęściej używany. Laser na ciele stałym ma na celu wytwarzanie cząstek lasera domieszkowanych w matrycy stałej, których stężenie jest większe niż w gazie, dzięki czemu można uzyskać stosunkowo dużą moc wyjściową energii lasera, o dużej energii, dużej mocy szczytowej, zwartej, solidnej i trwałej oraz Wkrótce. Spawanie laserowe głównie na wykorzystaniu tych dwóch wzbudzonych materiałów laserowych.

Zastosowanie technologii spawania laserowego w dziedzinie produkcji stale rośnie, od impulsowego do ciągłego, od małej mocy do dużej mocy, od cienkich blach do grubych części, od prostych pojedynczych szwów do skomplikowanych kształtów, spawanie laserowe w procesie ciągłej ewolucji stopniowo stają się dojrzałą nowoczesną technologią przetwarzania. Spawanie laserowe dzieli się na spawanie laserowe impulsowe i ciągłe spawanie laserowe, a spawanie ciągłe można podzielić na spawanie przewodzące ciepło i spawanie z głębokim wtopieniem. Wraz z poprawą mocy wyjściowej lasera, zwłaszcza pojawieniem się lasera CO2 o dużej mocy, technologia głębokiej penetracji lasera w kraju i za granicą szybko się rozwijała, największy stosunek głębokości do szerokości spawania osiągnął 12: 1, spawanie laserowe materiałów z ogólny rozwój stali miękkiej do dzisiejszego spawania blach ocynkowanych, aluminium, tytanu, miedzi i materiałów ceramicznych, prędkość spawania laserowego osiągnęła kilkadziesiąt metrów na minutę, technologia spawania laserowego coraz bardziej dojrzała i duża liczba zastosowań na linii produkcyjnej w branży motoryzacyjnej linii produkcyjnej, takich jak spawanie kół zębatych, podłóg samochodowych i elementów konstrukcyjnych (w tym korpusu drzwi) z szybkim spawaniem i osiągnął ogromne korzyści gospodarcze i społeczne.

Według odpowiednich statystyk w Europie i Stanach Zjednoczonych rozwiniętych krajach uprzemysłowionych 50 procent -70 procent części samochodowych jest wykończonych przy użyciu obróbki laserowej. Spawanie laserowe, które opiera się głównie na spawaniu i cięciu laserowym, w przemyśle motoryzacyjnym stało się standardowym procesem. Spawanie laserowe paneli nadwozia może mieć różną grubość i mieć różne warstwy powłoki powierzchniowej zespawanej ze sobą metalowej płyty, a następnie tłoczenie, dzięki czemu można uzyskać konstrukcję panelu w celu uzyskania najbardziej rozsądnej kombinacji metalu. Prędkość spawania laserowego wynosi około 4,5 m/min, a deformacja jest niewielka, co eliminuje obróbkę wtórną. Spawanie laserowe przyspiesza proces wymiany części kutych na części tłoczone. Zastosowanie spawania laserowego zmniejsza szerokość zakładki i niektórych elementów wzmacniających, a także zmniejsza objętość elementów konstrukcyjnych samej karoserii. Już samo to zmniejsza wagę ciała o 56 kg. spawanie laserowe służy do spawania poszycia dachów i ram oraz do spawania osłon przekładni sterowanych CNC, z czasem cyklu około 16 sekund i rzeczywistym czasem spawania tylko 3 sekundy, które mogą pracować w sposób ciągły przez 24 godziny na dobę. Służy do spawania zespołu i podwozia małego samochodu, prędkość spawania wiązką laserową, łatwa do zautomatyzowania i łatwa do kontrolowania i łączenia w elastyczny system produkcyjny, wiązka laserowa w celu poprawy projektu produktu i cyklu produkcyjnego producenta, zmniejszając wskaźnik złomu gotowych produktów .

3. Spawarka laserowa w przemyśle motoryzacyjnym
Zastosowanie spawania laserowego może przynieść ogromne korzyści ekonomiczne dla przemysłu samochodowego, takie jak montaż karoserii w dużej liczbie zgrzewania punktowego, dwie głowice spawalnicze zaciśnięte na krawędzi spawania przedmiotu obrabianego, szerokość kołnierza wymaga 16 mm, a spawanie laserowe jest spawanie jednostronne, tylko 5 mm, zgrzewanie punktowe do spawania laserowego, każdy samochód może zaoszczędzić 40kg stali. przy tradycyjnym zgrzewaniu punktowym zgrzewanie dwóch kawałków blachy stalowej 0,8 mm, średnia wynosi 20 punktów / min, odległość spawania wynosi 25 mm, czyli prędkość 0,5 m / min, przy prędkości spawania laserowego może osiągnąć 5 m / min lub więcej. Zastosowanie technologii spawania laserowego nie tylko obniża koszty, ale także znacznie poprawia wydajność produkcji. Obecnie zestaw robotów do obróbki laserowej klasy kilowatów o wartości nawet setek tysięcy dolarów, gwarantowane jest również bezpieczeństwo i niezawodność nowego lasera, jego wskaźnik przestojów awaryjności wynosi zaledwie 2 procent, środki ochrony są również wyjątkowo niezawodne . Spawanie laserowe wymaga ścisłego dopasowania powierzchni styku przedmiotu obrabianego, co nie jest łatwe do zrealizowania w procesie, ale obecne zaawansowane metody mocowania i odpowiednia konstrukcja kołnierza do spawania laserowego, aby ten problem został rozwiązany, stopniowe dojrzewanie technologii spawania laserowego sprawia, że ​​główni producenci samochodów bez wyjątku będą stosować spawanie laserowe linii produkcyjnej samochodów.

Stany Zjednoczone to najwcześniejsze lasery dużej mocy wprowadzone do przemysłu samochodowego, w centrum przemysłu samochodowego Stanów Zjednoczonych w rejonie Detroit znajduje się ponad 40 stacji obróbki laserowej do cięcia metalowych części samochodowych i spawania kół zębatych, dzięki czemu reformacja samochodu od 5 lat skrócono do 2 lat. Stany Zjednoczone General Motors przyjęły 22 linie produkcyjne do obróbki laserowej, Stany Zjednoczone Ford Motor Company wykorzystujące laser Nd: YAG w połączeniu z robotami przemysłowymi do spawania nadwozia sedana, znacznie zmniejszając koszty produkcji, trzy główne amerykańskie firmy samochodowe w 2000 r. tam zostały 50 procent linii produkcyjnej zgrzewania punktowego oporowego została zastąpiona linią produkcyjną do spawania laserowego. W Japonii udane zastosowanie spawania laserowego na linii produkcyjnej zwróciło uwagę świata, na przykład w produkcji karoserii samochodowych, przy wdrażaniu spawania laserowego cienkich blach stalowych, formowania tłocznego nowymi metodami, a teraz jest to większość samochodów na świecie producentów do naśladowania. Wiele wiodących światowych firm motoryzacyjnych zbudowało specjalną linię do spawania laserowego: linia do spawania podłóg samochodowych Thyssen Steel, linia do obróbki laserowej przekładni fabryki samochodów Volkswagen, fabryka samochodów Mercedes-Benz w 18 zakładach w 8 zakładach zainstalowano sprzęt do obróbki laserowej.

Spawarka laserowa jest stosowana w przemyśle motoryzacyjnym przede wszystkim do spawania karoserii samochodowych oraz spawania półfabrykatów. Aby sprostać wymaganiom rynku i klientów, bardzo potrzebne jest ulepszenie nadwozia i procesu produkcyjnego, a wartość karoserii samochodu około 1/5 całkowitej wartości samochodu, zastosowanie procesu spawania laserowego, aby nadwozie Odporność na uderzenia i odporność na zmęczenie można znacznie poprawić, poprawić jakość samochodu. Spawanie laserowe dzięki zastosowaniu sterowania komputerowego, dzięki czemu ma dużą elastyczność i mobilność, może być specjalnym kształtem paneli drzwiowych, błotników, kół zębatych, tablic przyrządów i innych części spawanych, ale także do wykończenia dachu i boków samochodu, ramy silnika i ramy chłodnicy oraz innych części zespołu, w połączeniu ze światłowodowym systemem transmisji i robotyczną ręką, można zrealizować zautomatyzowaną samochodową linię montażową. Zastosowanie około 3KW transmisji światłowodowej ciągłego lasera Nd: YAG, z systemem zgrzewania punktowego i osprzętem linii produkcyjnej, może osiągnąć cel zautomatyzowanego spawania, General Motors, Mercedes-Benz itp. przyjęły ten system stosowany w linia produkcyjna z najnowszych modeli system spawania laserowego może prawie spełnić wymagania doskonałego przetwarzania, pod względem wydajności, ekonomii, bezpieczeństwa, wytrzymałości, odporności na korozję, mają doskonałą wydajność. System spawania laserowego stosowany jest na linii produkcyjnej najnowszych modeli samochodów.

Nadwozie i podwozie samochodu składa się z ponad 300 rodzajów części, spawanie laserowe może być prawie wszystkie, niezależnie od grubości, gatunku, rodzaju, gatunku materiałów zespawanych ze sobą w celu uzyskania różnych kształtów części, znacznie poprawiając elastyczność projektowania samochodów. Łączenie kęsów polega na pełnej analizie struktury korpusu na podstawie optymalizacji konstrukcji elementów, dzięki czemu może to być kilka typowych spawów kęsów z kilku rodzajów kęsów, co znacznie zmniejsza liczbę form, zwiększając wykorzystanie materiały, ale także w wytrzymałości różnych wymagań różnych części kęsów o różnych grubościach mogą być stosowane w formowaniu tłoczącym, aby zmniejszyć wagę i poprawić dokładność, ale także znacznie poprawić odporność na korozję i bezpieczeństwo! Struktura ciała jest również znacznie uproszczona. Linia produkcyjna obudów bocznych Toyoty wykorzystuje technologię spawania półfabrykatów, zmniejszając liczbę form do czterech, stopień wykorzystania materiału wynoszący 65 procent oraz inne części, dzięki czemu koszt każdego samochodu spadł o ponad 30 USD, znacznie zwiększając korzyści producentów samochodów.

Obecnie za granicą Niemcy Volkswagen w AudiA6, GolfA4, Passat i inne marki dachu są spawane laserowo, BMW, General Motors w górnej części ramy również stosuje spawanie laserowe, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen są wykorzystywane w technologii laserowego łączenia płyt, Stany Zjednoczone Wielka Trójka, Niemcy Mercedes-Benz wykorzystuje spawane laserowo elementy przekładni. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan zastosowali technologię cięcia laserowego, Fiat i Toyota z powlekaniem laserowym zaworów wydechowych silnika, wałki rozrządu silnika Volkswagena w celu uzyskania laserowego utwardzania powierzchni.

W kraju, od krajowych modeli wysokiej jakości, takich jak: Passat, Buick, Audi itp. są używane do spawania laserowego do spawania laserowego na przekształceniach krajowych zaczęto stosować technologię spawania laserowego, jako pierwszą w kraju technologii spawania laserowego (zamiast spawania laserowego), w czołówce FAW-Volkswagen, podczas gdy niektórzy krajowi producenci samochodów stopniowo zaczęli wykorzystywać tę technologię. Technologia laserowa jest obecnie stosowana w FAW, FAW Volkswagen AudiA6 górna i tylna pokrywa BORA za pomocą spawania laserowego, Sagitar (Sagitar) były w górnej części ciała, tylnej pokrywie i innych częściach technologii spawania laserowego, długość spawania ponad 30 metrów. FAW używany sprzęt do niemieckiego lasera HassYAG 3KW i robota Kuka, FAW Car Company elementy okładzin nadwozia sedana za pomocą cięcia laserowego, przy użyciu sprzętu do niemieckiej trójwymiarowej pięcioosiowej maszyny do obróbki laserowej CO2 ARNOLD 3KW, fabryka części podwozia FAW szczęka hamulcowa za pomocą lasera hartowanie, przy użyciu sprzętu do krajowej maszyny do obróbki laserowej CO2 o mocy 2KW, części cienkich płyt centrum formy FAW do cięcia laserowego, użycie sprzętu do krajowej maszyny do obróbki laserowej o mocy 1,5KWCO2. Wraz z dojrzałością technologii spawania laserowego i spadkiem cen spawarek laserowych, chińska firma Chery Automobile również zaczęła stosować technologię spawania laserowego.

4. Perspektywy techniki laserowej

Technologia spawania laserowego na tradycyjny proces spawania samochodowego przyniosła wpływ największych koncernów motoryzacyjnych, które mają do tego bardzo pozytywny stosunek, zastosowanie nowych technologii oznacza silniejszą konkurencyjność, zwłaszcza brutalną konkurencję w branży motoryzacyjnej. Technologia spawania laserowego w spawaniu aluminium, części spawanych zamiast odlewów i zastosowanie spawania konstrukcji szkieletowych całego ciała o największej przyszłości, producenci laserów powinni wykorzystać możliwości biznesowe w mobilności lasera, objętości i innych aspektach pracy, ze światłowodami laser transmisyjny, dzięki czemu laser jest bardziej odpowiedni do potrzeb linii produkcyjnej w branży motoryzacyjnej. Niektórzy krajowi producenci produktów laserowych stopniowo zdali sobie z tego sprawę, na przykład Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. produkcja pulsacyjnej spawarki laserowej Nd: YAG wykorzystującej ogniskowanie światłowodu, łatwa w użyciu, głowica lasera może znajdować się daleko od strefa spawania, wydajność lasera jest stabilna i niezawodna, długa żywotność, ale także zastosowanie tradycyjnego tradycyjnego systemu optycznego, laser może spawać laserowo, ciąć laserowo i wykrawać, oba. Jedna maszyna uniwersalna, szczególnie odpowiednia do warsztatu obróbki laserowej i zautomatyzowanej linii produkcyjnej.

5. Podsumowanie

Przemysł motoryzacyjny XXI wieku wkracza w wymagania użytkownika zgodnie z elastycznym modułowym trybem produkcji, tradycyjna technologia przetwarzania nie może zaspokoić potrzeb nowego trybu produkcji, co daje możliwość zastosowania technologii spawania laserowego na dużą skalę, technologia spawania laserowego i inne technologie obróbki laserowej w branży motoryzacyjnej będą miały większy rozwój, staną się ważną metodą przetwarzania w przemyśle motoryzacyjnym.