Lézeres hegesztőgép az autóiparban

Több mint négy évtizeddel ezelőtt megjelentek a lézerek, és olyan erőteljes képességeket mutattak be, amelyek izgalommal töltötték el a világot. Sok évnyi fejlesztés után a lézertechnológia számos területre behatolt, és létfontosságú szerepet játszott. Az autóiparban a lézertechnika még egyedibb, széles körben alkalmazzák a lézeres hegesztést, lézerfúrást, lézeres jelölést.

1. A lézertechnika definíciója
A lézer egy új fényforrás az 1960-as években. Jó monokromatikussággal, erős irányítottsággal, nagy fényerővel és egyéb jellemzőkkel. Több ezer lézeres munkaanyagot fedeztek fel, amelyek hullámhossza a lágy röntgensugárzástól a távoli infravörösig terjed. A lézertechnológia polarizáló tükröket használ a lézer által keltett nyaláb visszaverésére, így az egy fókuszáló eszközben koncentrálódik, és hatalmas energiájú sugarat állít elő. Ha a fókuszpont közel van a munkadarabhoz, az igásló ezredmásodperceken belül megolvad és elpárolog, ez a hatás a hegesztési folyamatban használható.

2. A lézeres hegesztési technológia megvalósíthatósága
A lézereket általában a lézerfényt előállító különböző munkaanyagok szerint osztályozzák, főként félvezető (GaAs, InP stb.) lézerek, szilárdtestlézerek (Nd: YAG stb.), gáz (CO2, He-Ne stb.) lézerek. ) lézerek, folyékony (hangolható színezékek stb.) lézerek, vegyi lézerek, szabadelektron lézerek és így tovább. Közülük a gázlézerek gáz- vagy fémgőzöket használnak fénykibocsátó részecskékként, és ez a lézerek osztálya a legtöbb változattal, a legváltozatosabb gerjesztési módokkal, a legszélesebb lézerhullámhossz-eloszlási régióval, a legegyszerűbb módja a nagy teljesítményű folyamatos megvalósításnak. kimenet, és a legszélesebb körben használt. A szilárdtestlézer a szilárd mátrixban adalékolt lézerrészecskék előállítására szolgál, amelyek koncentrációja nagyobb, mint a gázé, és így viszonylag nagy lézerenergia-kibocsátást lehet elérni, nagy energiával, nagy csúcsteljesítménnyel, kompakt, szilárd és tartós, hamar. Lézeres hegesztés főként e két gerjesztett anyagú lézer használatáról.

A lézeres hegesztési technológia alkalmazása a gyártás területén folyamatosan növekszik, impulzusról folyamatosra, kis teljesítményről nagy teljesítményre, vékony lemezről vastag alkatrészekre, egyszerű varrattól összetett formákig, a lézeres hegesztés a folyamatos fejlődési folyamatban fokozatosan kiforrott modern feldolgozási technológiává válik. A lézeres hegesztés impulzusos lézerhegesztésre és folyamatos lézerhegesztésre, a folyamatos hegesztésnél pedig hővezető hegesztésre és mély behatolású hegesztésre osztható. A lézer kimeneti teljesítményének javulásával, különösen a nagy teljesítményű CO2 lézer megjelenésével, a lézeres mélypenetrációs technológia itthon és külföldön gyorsan fejlődött, a legnagyobb hegesztési mélység-szélesség arány elérte a 12:1-et, a lézerhegesztő anyagok a lágyacél általános fejlesztése a horganyzott lemezek, alumínium, titán, réz és kerámia anyagok mai hegesztésére, a lézeres hegesztési sebesség elérte a több tucat métert percenként, a lézeres hegesztési technológia egyre érettebb, és számos alkalmazás a gyártósoron Az autóipari gyártósoron, mint a fogaskerék-hegesztés, az autópadló és a szerkezeti elemek (beleértve az ajtótestet is) a nagysebességű hegesztés, és nagy gazdasági és társadalmi előnyöket ért el.

A vonatkozó statisztikák szerint Európában és az Egyesült Államok fejlett ipari országaiban az autóalkatrészek 50 százaléka -70 százaléka lézeres megmunkálású. Amely főként lézeres hegesztés és vágás alapú, az autóiparban a lézeres hegesztés szabványos eljárássá vált. A karosszériapanelek lézeres hegesztése különböző vastagságú lehet, és a fémlemez különböző felületi bevonórétege lehet egymáshoz hegesztve, majd sajtolás, így a panel szerkezete a legésszerűbb fémkombináció elérésére készülhet. A lézeres hegesztés sebessége körülbelül 4,5 m/perc, és kevés a deformáció, ami kiküszöböli a másodlagos feldolgozást. A lézeres hegesztés felgyorsítja a kovácsolt alkatrészek sajtolt alkatrészekre való cseréjének folyamatát. A lézeres hegesztés alkalmazása csökkenti az átlapolás szélességét és egyes merevítőelemeket, valamint magának a karosszériának a szerkezeti részeinek térfogatát. Ez önmagában 56 kg-mal csökkenti a test súlyát. A lézeres hegesztést tetőhéjazatok és vázak hegesztésére, valamint sebességváltó-átalakító burkolatok hegesztésére használják, amelyek CNC-vezérlésűek, körülbelül 16 másodperces ciklusidővel és mindössze 3 másodperces tényleges hegesztési idővel, és amelyek folyamatosan üzemeltethetők a nap 24 órájában. A kis autók sebességváltó-szerelvényének és alvázának hegesztésére szolgál, lézersugaras hegesztési sebesség, könnyen automatizálható és könnyen vezérelhető és rugalmas gyártási rendszerbe egyesíthető, lézersugár a gyártó terméktervezésének és gyártási ciklusának javítására, csökkentve a késztermékek selejt arányát .

3. Lézeres hegesztőgép az autóiparban
A lézeres hegesztés alkalmazása nagy gazdasági előnyökkel járhat az autógyártó ipar számára, például karosszéria-összeszerelés nagyszámú ponthegesztés során, a két hegesztőfej a munkadarab szélén van rögzítve, a karima szélessége 16 mm, és a lézerhegesztés egyoldali hegesztés, mindössze 5 mm, a ponthegesztés lézeres hegesztéshez, minden autó 40 kg acélt takaríthat meg. a hagyományos ponthegesztéssel két darab 0,8 mm-es acéllemez sajtoló alkatrész, átlag 20 pont/perc, hegesztési távolság 25 mm, azaz 0,5 m/perc sebesség, lézeres hegesztési sebességgel eléri az 5 m / percet vagy többet. A lézeres hegesztési technológia használata nemcsak a költségek csökkentésére, hanem a termelés hatékonyságának jelentős javítására is szolgál. Jelenleg egy sor kilowatt-osztályú lézeres feldolgozó robotrendszer több százezer dollárig, az új lézer biztonsága és megbízhatósága is garantált, meghibásodási aránya mindössze 2 százalék, a védelmi intézkedések is rendkívül megbízhatóak. . A lézeres hegesztés megköveteli a munkadarab érintkezési felületének szoros illeszkedését, amit a folyamat során nem könnyű megvalósítani, de a jelenlegi fejlett befogási módszerek és alkalmasak a lézeres hegesztési karima kialakítására úgy, hogy ez a probléma megoldódott, a lézeres hegesztési technológia fokozatos kifejlődése teszi a nagy autógyártókat kivétel nélkül az autógyártó sor lézerhegesztésére.

Az Egyesült Államok a legkorábban az autóiparba bevezetett nagy teljesítményű lézerek, az Egyesült Államok autóipari központjában Detroit térségében több mint 40 lézeres feldolgozóállomás található autóalkatrészek vágására és fogaskerekek hegesztésére, így az autó átalakítása 5 év lerövidült 2 évre. Az Egyesült Államok General Motors 22 lézeres feldolgozó gyártósort fogadott el, az Egyesült Államok Ford Motor Company Nd: YAG lézert használ ipari robotokkal kombinálva a szedán karosszériájának hegesztéséhez, jelentősen csökkentve a gyártási költségeket, a három nagy amerikai autógyártó cég 2000-ben Az ellenállás ponthegesztő gyártósor 50 százalékát lézerhegesztő gyártósor váltotta fel. Japánban a lézeres hegesztés sikeres alkalmazása a gyártósoron a világ figyelmét, például az autókarosszéria-gyártásban a vékony acéllemezek lézeres hegesztésének megvalósítása során új módszereket alkalmaztak, és mára már a világ autógyártásában. a gyártók kövessék a példát. A világ számos vezető autógyártó cége épített speciális lézerhegesztő gyártósort: Thyssen Steel autópadlóhegesztő gyártósor, Volkswagen autógyár fogaskerekes lézeres feldolgozó gyártósora, Mercedes-Benz autógyár a 18 üzemben 8 üzemben telepített lézeres feldolgozó berendezéseket.

A lézeres hegesztőgépet az autóiparban használják legfőképpen karosszériák és összeillesztett nyersdarabok hegesztésére. A piaci és a vásárlói igények kielégítése érdekében nagyon szükséges a karosszéria és a gyártási folyamat javítása, és az autó karosszériájának értéke az autó összértékének körülbelül 1/5-e, lézeres hegesztési eljárás alkalmazása, hogy a karosszéria Az ütésállóság és a fáradtságállóság jelentősen javítható, javítható az autó minősége. Lézeres hegesztés a számítógépes vezérlés használatának köszönhetően, így erős rugalmassággal és mobilitással rendelkezik, különleges formája lehet az ajtólapoknak, sárvédőknek, fogaskerekeknek, műszerfalaknak és a hegesztés egyéb részeinek, de kiegészíti a tetőt és az oldalt is az autóból, a motorvázból és a hűtőkeretből, valamint az összeállítás egyéb részeiről, ha száloptikás átviteli rendszerrel és robotkézzel párosul, megvalósítható az automatizált autóipari összeszerelő sor. Körülbelül 3 kW-os száloptikai átvitel Nd: YAG folyamatos lézer, ponthegesztő rendszerrel és gyártósor rögzítőkkel, elérheti az automatizált hegesztés célját, a General Motors, a Mercedes-Benz stb. alkalmazta ezt a gyártósoron használt rendszert a legújabb modellek közül a lézeres hegesztőrendszer szinte teljesíti a tökéletes feldolgozás követelményeit, hatékonyság, gazdaságosság, biztonság, szilárdság, korrózióállóság tekintetében kiváló teljesítményt nyújt. A lézeres hegesztőrendszert a legújabb autómodellek gyártósorán használják.

Az autó karosszériája és alváza több mint 300 féle alkatrészből áll, a lézeres hegesztés szinte mindenre kiterjedhet, függetlenül az anyagok vastagságától, minőségétől, típusától, minőségétől, hogy különféle formájú alkatrészeket készítsen, nagymértékben javítva a rugalmasságot. az autótervezés. Az összeillesztési tuskó a karosszéria szerkezetének teljes elemzésében szerepel az alkatrészek tervezésének optimalizálása alapján, így néhány fajta tuskóból néhány tipikus tuskóhegesztés lehet, ami nagymértékben csökkenti a formák számát, növeli a kihasználtságot. anyagok, hanem az erőssége a különböző követelményeknek a különböző részei a tuskó különböző vastagságú lehet használni a sajtoló fröccsöntés, hogy csökkentsék a súlyt és javítsák a pontosságot, hanem a korrózióállóság és a biztonsági teljesítmény is jelentősen javult! A karosszéria felépítése is jelentősen leegyszerűsödik. A Toyota oldalsó burkolatok gyártósora slicing blank hegesztési technológiát alkalmaz, így a szerszámok száma négyre csökken, az anyagfelhasználási arány 65 százalék, plusz az egyéb alkatrészek, így az egyes autók költsége több mint 30 dollárral csökken, ami jelentősen megnöveli a az autógyártók előnyei.

Jelenleg külföldön a német Volkswagen AudiA6, GolfA4, Passat és más tetőmárkák lézeres hegesztése történik, a BMW, a General Motors a váz tetején szintén lézeres hegesztést használ, a General Motors, a Toyota, a Ford, a BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen használják a lézeres splicing lemez technológiát, az Egyesült Államok Big Three, Németország A Mercedes-Benz lézerhegesztett erőátviteli alkatrészeket használ. A Volkswagen, a General Motors, a Mercedes-Benz, a Nissan lézeres vágási technológiát, a Fiat és a Toyota lézeres bevonatú motor kipufogószelepeket, a Volkswagen motor vezérműtengelyeit alkalmazta a lézeres felületkeményítő kezelés eléréséhez.

Az országban, a hazai kiváló minőségű modellek, mint például: Passat, Buick, Audi, stb használják a lézeres hegesztés lézeres hegesztés az átalakulás a hazai kezdett lézeres hegesztési technológia, az országban elsőként alkalmazzák A lézeres hegesztési technológia (nem pedig a lézerhegesztés) az élen jár a FAW-Volkswagenben, miközben néhány hazai autógyártó fokozatosan elkezdte alkalmazni ezt a technológiát. A lézeres technológia jelenleg a FAW alkalmazása, a FAW Volkswagen AudiA6 felső és BORA hátlapja lézeres hegesztéssel, Sagitar (Sagitar) volt a karosszéria tetején, a hátlapon és a lézeres hegesztési technológia egyéb részein, hegesztési hossza több mint 30 méter. A FAW a német HassYAG 3KW lézeres és Kuka robothoz használt berendezéseket, a FAW Car Company szedán karosszériaelemeket lézervágással, a német ARNOLD 3KW háromdimenziós öttengelyes CO2 lézeres feldolgozógép berendezését, FAW alvázalkatrészeket üzemi fékpofa lézerrel edzés, a háztartási 2KW CO2 lézeres megmunkáló géphez való berendezések, FAW formaközpont vékonylemez alkatrészek a lézeres vágáshoz, berendezések használata a hazai 1.5KWCO2 lézeres feldolgozó gépekhez. A lézeres hegesztési technológia érettségével és a lézerhegesztőgépek áresésével a kínai Chery Automobile is elkezdte használni a lézeres hegesztési technológiát.

4. A lézertechnika kilátásai

A lézeres hegesztés technológiája a hagyományos autóipari hegesztési folyamatra azt hozta, hogy a nagy autóipari cégek nagyon pozitívan viszonyulnak ehhez, az új technológiák alkalmazása erősebb versenyképességet jelent, különösen a brutális verseny az autóiparban. A lézeres hegesztési technológia alumínium hegesztésénél, öntvények helyett hegesztett alkatrészek és a teljes vázszerkezet hegesztési alkalmazása a legnagyobb jövő, a lézergyártóknak meg kell ragadniuk az üzleti lehetőségeket a lézer mobilitásában, térfogatában és a munka egyéb vonatkozásaiban, száloptikával átviteli lézer, hogy a lézer jobban megfeleljen az autóipari gyártósor igényeinek. Néhány hazai lézertermék-gyártó fokozatosan felismerte ezt, mint például a Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. impulzusos Nd gyártása: YAG lézeres hegesztőgép optikai szálcsatolásos fókuszálást használ, könnyen használható, a lézerfej messze lehet a hegesztési zóna, a lézer teljesítménye stabil és megbízható, hosszú élettartamú, de a hagyományos optikai hagyományos rendszer használata is, a lézer lehet lézeres hegesztés, lézervágás és lyukasztás egyaránt. Egy gép többcélú, különösen alkalmas lézeres feldolgozó műhelyhez és automatizált gyártósorhoz.

5. Összegzés

A 21. századi autóipar a rugalmas moduláris gyártási módnak megfelelően lép be a felhasználói igények közé, a hagyományos feldolgozási technológia nem tud megfelelni az új gyártási mód igényeinek, ami lehetőséget ad a lézeres hegesztési technológia széleskörű alkalmazása, A lézeres hegesztési technológia és más lézeres feldolgozási technológia az autóiparban nagyobb fejlődést fog elérni, és fontos feldolgozási módszerré válik az autóiparban.