Com a transportista d'altres parts del cotxe, la tecnologia de fabricació de la carrosseria del cotxe determina directament la qualitat de fabricació global del cotxe. En el procés de fabricació de carrosseries d'automòbils, la soldadura és un procés de producció important. Les tecnologies de soldadura que s'utilitzen actualment per a la soldadura de carrosseries d'automòbils inclouen principalment la soldadura per punts per resistència, la soldadura amb gas inert fos (soldadura MIG) i la soldadura per arc protegit amb gas actiu fos (soldadura MAG), així com la soldadura per làser.
Com a tecnologia de soldadura avançada amb integració òptica-mecànica, la tecnologia de soldadura làser té els avantatges d'una alta densitat d'energia, velocitat de soldadura ràpida, baixa tensió i deformació de soldadura i una bona flexibilitat en comparació amb la tecnologia tradicional de soldadura de carrosseria.
L'estructura de la carrosseria del cotxe és complexa i les parts de la carrosseria són principalment components corbats i de parets primes. La soldadura de carrosseria automàtica s'enfronta a dificultats de soldadura, com ara variacions en els materials del cos, gruix variable de les parts del cos, trajectòries de soldadura diverses i formes d'unió. A més, la soldadura de carrosseries d'automòbils té alts requisits de qualitat i eficiència de soldadura.
Basant-se en paràmetres de procés de soldadura adequats, la soldadura làser pot garantir una gran resistència a la fatiga i una resistència a l'impacte de les parts clau de la carrosseria de l'automòbil durant la soldadura, garantint així la qualitat i la vida útil de la soldadura del cos. La tecnologia de soldadura làser pot adaptar-se a la soldadura de peces de carrosseria d'automòbils amb diferents formes d'articulació, diferents gruixos i diferents tipus de material, satisfent la demanda de flexibilitat en la fabricació de carrosseries d'automòbils. Per tant, la tecnologia de soldadura làser és un mitjà tècnic important per aconseguir un desenvolupament d'alta qualitat de la indústria de l'automòbil.
Procés de soldadura làser per a carrosseries d'automòbil
Principi del procés de soldadura de fusió profunda per làser: quan la densitat de potència del làser arriba a un cert nivell, la superfície del material es vaporitza, formant així un forat de pany. Quan la pressió de vapor metàl·lic dins del forat arriba a l'equilibri dinàmic amb la pressió estàtica i la tensió superficial del líquid circumdant, el làser pot irradiar a través del forat de la clau fins a la part inferior del forat i, amb el moviment del raig làser, es produeix una soldadura contínua. format. En el procés de soldadura per fusió profunda per làser, no cal afegir flux auxiliar o farciment per soldar el propi material de la peça en un.
La costura de soldadura obtinguda mitjançant la soldadura de fusió profunda per làser és generalment llisa i recta amb una petita deformació, la qual cosa afavoreix la millora de la precisió de fabricació de la carrosseria de l'automòbil. La resistència a la tracció de la soldadura és alta, cosa que garanteix la qualitat de la soldadura de la carrosseria de l'automòbil. La velocitat de soldadura és ràpida, cosa que ajuda a millorar l'eficiència de la producció de soldadura.
En el procés de soldadura de carrosseria automàtica, l'ús del procés de soldadura per fusió profunda per làser pot reduir significativament el nombre de peces, motlles i eines de soldadura, reduint així el pes mort del cos i els costos de producció. Tanmateix, el procés de soldadura per fusió profunda per làser és menys tolerant a la bretxa de muntatge de les peces a soldar, i la bretxa de muntatge s'ha de controlar entre 0,05 i 2 mm. Si l'espai de muntatge és massa gran, es produiran defectes de soldadura com ara la porositat.
Les investigacions actuals mostren que en la soldadura de carrosseries d'un mateix material, optimitzant els paràmetres de procés de la soldadura per fusió profunda per làser, és possible obtenir una soldadura amb bona formació superficial, menys defectes interns i excel·lents propietats mecàniques. Les excel·lents propietats mecàniques de la soldadura poden satisfer els requisits d'ús dels components de la carrosseria de l'automòbil. No obstant això, a la soldadura de carrosseria automàtica, l'aliatge d'alumini com a representant del procés de soldadura per fusió profunda per làser metàl·lic heterogeni no està madur, tot i que afegint una capa de transició es pot obtenir un excel·lent rendiment de la soldadura, però els diferents materials de la capa de transició a la El mecanisme d'influència de la capa IMC i el seu efecte sobre la microestructura del mecanisme de soldadura no està clar, cal un estudi més en profunditat.
Procés de soldadura d'ompliment de filferro làser automàtic
El procés de soldadura per farciment làser es basa en el següent principi: una unió soldada es forma omplint prèviament la soldadura amb un cable específic o alimentant el cable simultàniament durant el procés de soldadura làser. Això equival a alimentar una quantitat aproximadament homogènia de material de filferro a la piscina de soldadura durant la soldadura per fusió profunda per làser. El diagrama següent mostra el procés de soldadura de farciment làser.
En comparació amb la soldadura de fusió profunda per làser, la soldadura de farciment per làser té dos avantatges en la soldadura de carrosseria automàtica: en primer lloc, pot millorar significativament la tolerància de la bretxa de muntatge entre les peces de la carrosseria de l'automòbil a soldar i resoldre el problema del requisit de gran bretxa de bisell per a la soldadura de fusió profunda per làser. ; en segon lloc, pot millorar la distribució del teixit a la zona de soldadura mitjançant l'ús de cables amb un contingut de composició diferent i, a continuació, regular el rendiment de la soldadura.
En el procés de fabricació de carrosseries d'automòbils, el procés de soldadura de farciment làser s'utilitza principalment per soldar peces d'aliatge d'alumini i acer de la carrosseria. Especialment en el procés de soldadura de peces d'aliatge d'alumini de la carrosseria de l'automòbil, la tensió superficial de la piscina fosa és petita, cosa que pot provocar fàcilment l'enfonsament de la piscina fosa, mentre que el procés de soldadura de farciment làser pot resoldre millor el problema del col·lapse de la piscina fosa. mitjançant la fusió del filferro en el procés de soldadura làser.
Procés de soldadura làser de carrosseria d'automòbils
El procés de soldadura per làser es basa en el següent principi: utilitzant un làser com a font de calor, el feix làser s'enfoca i s'irradia a la superfície del cable, el filferro es fon, el filferro fos degota i omple la peça a soldar, i es produeixen efectes metal·lúrgics com la fusió i la difusió entre el material de soldadura i la peça de treball, unint així la peça. A diferència del procés de soldadura de farciment làser, el procés de soldadura làser només fon el filferro i no la peça a soldar. La soldadura per làser té una bona estabilitat de soldadura, però la resistència a la tracció de la soldadura resultant és baixa. La figura 3 mostra l'aplicació del procés de soldadura per làser a la soldadura de cobertes del maleter d'automòbils
En el procés de soldadura de carrosseria automàtica, el procés de soldadura làser s'utilitza principalment per soldar les parts del cos que no requereixen una gran resistència a la junta, com ara la soldadura entre la coberta superior i els envoltants laterals, la soldadura entre la part superior i inferior de l'equipatge. coberta del compartiment, etc. La coberta superior de VW, Audi i altres models de gamma mitjana i alta utilitzen un procés de soldadura per làser.
Els principals defectes de les juntes soldades per làser de les carrosseries d'automòbils inclouen el rosegat de vores, la porositat, la deformació de la soldadura, etc., i els defectes es poden suprimir significativament regulant els paràmetres del procés i utilitzant un procés de soldadura làser multifocal.
Procés de soldadura de compost làser-arc de carrosseria d'automòbils
El principi del procés de soldadura compost làser-arc és el següent: s'utilitzen dues fonts de calor, làser i arc, per actuar simultàniament a la superfície de la peça a soldar, i la peça es fon i solidifica per formar una costura de soldadura. El diagrama següent mostra el procés de soldadura per arc làser.
La soldadura làser-arc compost combina els avantatges de la soldadura làser i la soldadura per arc: primer, sota l'acció de fonts de calor duals, es pot augmentar la velocitat de soldadura, l'entrada de calor es fa més petita, la deformació de la soldadura és petita, mantenint les característiques de la soldadura làser. ; en segon lloc, millor capacitat de pont, la tolerància de la bretxa de muntatge és més gran; en tercer lloc, la velocitat de solidificació de la piscina fosa es fa més lenta, cosa que afavoreix l'eliminació de porus, esquerdes i altres defectes de soldadura, millora l'organització i el rendiment de la zona afectada per la calor. Quart, a causa de l'arc, és capaç de soldar materials amb alta reflectivitat i alta conductivitat tèrmica, amb una gamma més àmplia de materials aplicats.
En el procés de fabricació de carrosseries d'automòbils, el procés de soldadura làser - arc compost consisteix principalment en la soldadura de components d'aliatge d'alumini del cos i metalls diferents d'aliatge d'alumini - acer, per al buit de muntatge de les parts més grans de la soldadura, com ara la part de la porta del cotxe de la ubicació de la soldadura, això es deu al fet que la bretxa de muntatge és favorable al rendiment del pont de soldadura compost làser-arc. A més, la tecnologia de soldadura d'arc compost làser-MIG també s'aplica a la posició del feix lateral del sostre de la carrosseria Audi.
En el procés de soldadura de carrosseria automàtica, la soldadura làser-arc compost té l'avantatge d'una gran tolerància de buit en comparació amb la soldadura làser únic, però, la soldadura làser-arc compost requereix una consideració completa de la posició relativa del làser i l'arc, paràmetres de soldadura làser, arc. paràmetres i altres factors. El comportament de transferència de calor i massa del procés de soldadura per arc làser és complex, especialment la regulació energètica de la soldadura de materials heterogenis i el mecanisme de la regulació del gruix i del teixit IMC encara no està clar i requereix un reforç de la investigació.
Altres processos de soldadura per làser de carrosseria d'automòbils
La soldadura làser de fusió profunda, la soldadura de farciment làser, la soldadura làser i la soldadura làser-arc compost i altres processos de soldadura tenen una teoria més madura i una àmplia gamma d'aplicacions pràctiques. A mesura que augmenten els requisits de la indústria de l'automòbil per a l'eficiència de la soldadura del cos i augmenta la demanda de soldadura de materials diferents en la fabricació lleugera, la soldadura per punts làser, la soldadura per oscil·lació làser, la soldadura per feix multilàser i la soldadura per làser en vol han cridat l'atenció.
Procés de soldadura per punt làser
La soldadura per punt làser és una tecnologia de soldadura làser avançada amb avantatges destacats de velocitat de soldadura ràpida i alta precisió de soldadura. El principi bàsic de la soldadura per punts làser és enfocar el feix làser en un punt de la peça a soldar, de manera que el metall en aquest punt es fongui a l'instant, i ajustant la densitat del làser per aconseguir la soldadura per conducció tèrmica o l'efecte de soldadura per fusió profunda, quan el raig làser deixa de funcionar, el metall líquid refluxa, es solidifica i forma una junta.
Hi ha dues formes principals de soldadura per punts làser: la soldadura per punts per làser polsat i la soldadura per punts làser contínua. El feix làser en la soldadura per punts per làser polsat té una energia màxima alta, però el temps d'acció és curt i s'utilitza generalment per a la soldadura de metalls lleugers com ara aliatges de magnesi i aliatges d'alumini. En la soldadura per punts làser contínua, el feix làser té una potència mitjana alta i un temps d'acció làser llarg, i s'utilitza principalment per a la soldadura d'acer.
En la soldadura de carrosseries d'automòbils, en comparació amb la soldadura per punts per resistència, la soldadura per punts làser té els avantatges d'una trajectòria de soldadura per punts sense contacte i autodissenyada, que pot satisfer la demanda de soldadura d'alta qualitat sota diferents buits de solap dels materials de la carrosseria de l'automòbil.
Procés de soldadura per oscil·lació làser
La soldadura per oscil·lació làser és una nova tecnologia de soldadura làser que s'ha proposat en els darrers anys i que ha rebut una gran atenció. El principi d'aquesta tecnologia és aconseguir una oscil·lació ràpida, ordenada i petita del feix làser mitjançant la integració d'un mirall oscil·lant al capçal de soldadura làser, aconseguint així l'efecte d'agitar el feix mentre avança durant la soldadura làser.
Les principals trajectòries d'oscil·lació en el procés de soldadura per oscil·lació làser inclouen: oscil·lació transversal, oscil·lació longitudinal, oscil·lació circular i oscil·lació infinita. El procés de soldadura per oscil·lació làser té avantatges significatius en la soldadura de carrosseria automàtica, ja que l'estat de flux de la piscina de fusió es modifica significativament per l'oscil·lació del feix làser, de manera que el procés pot eliminar defectes no fusionats, aconseguir el refinament del gra i suprimir la porositat en la soldadura de el mateix material de la carrosseria de l'automòbil i millorar els problemes de la barreja insuficient de diferents materials i les pobres propietats mecàniques de la costura de soldadura en la soldadura de materials de carrosseria d'automòbils diferents.
Procés de soldadura per raig multilàser
Actualment, els làsers de fibra es poden utilitzar per dividir un únic feix làser en múltiples raigs làser mitjançant un mòdul de divisió del feix instal·lat al capçal de soldadura. La soldadura multi-làser equival a aplicar múltiples fonts de calor en el procés de soldadura. Ajustant la distribució d'energia del feix, els diferents feixos poden assolir diferents funcions, com ara: el feix amb una densitat d'energia més alta és el feix principal, responsable de la soldadura en fosa profunda; el subfeix amb menor densitat d'energia pot netejar i preescalfar la superfície del material i augmentar l'absorció de l'energia del raig làser pel material.
El procés de soldadura per feix multilàser pot millorar el comportament d'evaporació del vapor de zinc i el comportament dinàmic de la piscina de fosa durant la soldadura de xapes d'acer galvanitzat, millorar el problema d'esquitxades i millorar la resistència a la tracció de la costura de soldadura.
Procés de soldadura en vol làser
La tecnologia de soldadura de vol làser és una nova tecnologia de soldadura làser amb alta eficiència de soldadura i disseny autònom de la trajectòria de soldadura. El principi bàsic de la soldadura de vol làser és que quan el raig làser incideix als miralls X i Y del mirall d'escaneig, l'angle del mirall es controla mitjançant una programació autònoma per aconseguir la desviació del raig làser en qualsevol angle.
Tradicionalment, la soldadura per làser de la carrosseria de l'automòbil es basa principalment en el robot de soldadura per conduir el capçal de soldadura làser per al moviment sincrònic per aconseguir l'efecte de soldadura. Tanmateix, el moviment alternatiu repetitiu del robot de soldadura limita severament l'eficiència de la soldadura de carrosseria automàtica a causa del gran nombre de soldadures i la llarga longitud de les soldadures. En canvi, la soldadura de vol làser es pot aconseguir dins d'un rang determinat simplement ajustant l'angle del reflector. Per tant, la tecnologia de soldadura de vol làser pot millorar significativament l'eficiència de la soldadura i té una àmplia perspectiva d'aplicació.
Resum
Amb el desenvolupament de la indústria de l'automòbil, el futur de la tecnologia de soldadura de carrosseria continuarà desenvolupant-se tant en el procés de soldadura com en la tecnologia intel·ligent.
La carrosseria de l'automòbil, especialment la carrosseria del vehicle d'energia nova, s'està desenvolupant en la direcció del pes lleuger. Els aliatges lleugers, els materials compostos i els materials heterogenis s'utilitzaran més àmpliament a la carrosseria de l'automòbil, el procés de soldadura per làser convencional és difícil de complir amb els seus requisits de soldadura, de manera que el procés de soldadura d'alta qualitat i eficient es convertirà en la tendència de desenvolupament futura.
En els darrers anys, el procés de soldadura làser emergent, com ara la soldadura per làser oscil·lant, la soldadura per feix làser, la soldadura en vol làser, etc., ha estat en la qualitat de la soldadura i l'eficiència de la soldadura de la investigació teòrica inicial i l'exploració del procés. El futur ha de ser el procés de soldadura làser emergent i els materials lleugers de la carrosseria de l'automòbil, la soldadura de materials heterogenis i altres escenaris estretament combinats, el disseny de la trajectòria d'oscil·lació del feix làser, el mecanisme d'acció d'energia del feix làser i la millora de l'eficiència de la soldadura en vol i altres aspectes de la in- investigació en profunditat per explorar un procés de soldadura de carrosseria lleugera madur.
La tecnologia de soldadura per làser de carrosseria s'està integrant profundament amb la tecnologia intel·ligent, la detecció en temps real de l'estat de la soldadura per làser de carrosseria i el control de retroalimentació dels paràmetres del procés tenen un paper decisiu en la qualitat de la soldadura. La tecnologia actual de soldadura per làser intel·ligent s'utilitza principalment per a la planificació i seguiment de la trajectòria prèvia a la soldadura i la inspecció de qualitat posterior a la soldadura. La investigació nacional i estrangera en la detecció de defectes de soldadura i la regulació adaptativa dels paràmetres encara està en la seva infància, i la tecnologia de control adaptatiu dels paràmetres del procés de soldadura per làser no s'ha aplicat a la fabricació de carrosseries d'automòbils.
Per tant, per a l'aplicació de la tecnologia de soldadura per làser a les característiques del procés de soldadura de carrosseria automàtica, el futur s'hauria de desenvolupar amb un sistema de detecció intel·ligent de soldadura per làser multisensor avançat i un sistema de control de robot de soldadura d'alta precisió d'alta velocitat per garantir que la soldadura làser tecnologia intel·ligent en temps real i precisió de cada enllaç, mitjançant l'enllaç "planificació de la trajectòria de pre-soldadura - paràmetres de soldadura control adaptatiu inspecció en línia de qualitat post-soldadura", per garantir un processament eficient i d'alta qualitat.
L'empresa d'automatització làser Maven se centra en la indústria làser durant 14 anys, estem especialitzats en soldadura làser, tenim una màquina de soldadura làser de braç robòtic, màquina de soldadura làser automàtica de taula, màquina de soldadura làser de mà, a més, també tenim màquina de soldadura làser, màquina de tall làser i màquina de gravat de marcatge làser, tenim molts casos de solució de soldadura làser, si esteu interessats, sempre podeu contactar amb nosaltres.
Hora de publicació: 09-12-2022
