Stroj za lasersko zavarivanje u automobilskoj industriji

Prije više od četiri desetljeća, laseri su se pojavili i pokazali moćne mogućnosti koje su oduševile svijet. Nakon toliko godina razvoja, laserska tehnologija prodrla je u razna područja i odigrala vitalnu ulogu. U automobilskoj industriji laserska tehnologija je još jedinstvenija, lasersko zavarivanje, lasersko bušenje, lasersko označavanje naširoko se koriste.

1. Definicija laserske tehnologije
Laser je novi izvor svjetlosti 1960-ih. Uz dobru monokromatičnost, jaku usmjerenost, visoku svjetlinu i druge karakteristike. Otkrivene su tisuće laserskih radnih tvari, s valnim duljinama u rasponu od mekih X-zraka do dalekog infracrvenog. Laserska tehnologija koristi polarizirajuća zrcala za reflektiranje zrake koju proizvodi laser tako da se ona koncentrira u uređaju za fokusiranje i proizvodi zraku goleme energije. Ako je žarišna točka blizu obratka, radni konj se topi i isparava unutar milisekundi, učinak koji se može koristiti u procesu zavarivanja.

2. Izvedivost tehnologije laserskog zavarivanja
Laseri se općenito kategoriziraju prema različitim radnim tvarima koje proizvode lasersko svjetlo, uglavnom poluvodički (GaAs, InP, itd.) laseri, laseri u čvrstom stanju (Nd: YAG, itd.), plinski (CO2, He-Ne, itd.). ) laseri, tekući (podesive boje, itd.) laseri, kemijski laseri, laseri slobodnih elektrona i tako dalje. Među njima, plinski laseri koriste plin ili metalne pare kao čestice koje emitiraju svjetlost, i to je klasa lasera s najviše varijanti, najdiverzificiranijim načinima pobuđivanja, najširim područjem raspodjele valne duljine lasera, najlakšim načinom za realizaciju kontinuirane velike snage izlaz, i najčešće korišten. Laser u čvrstom stanju proizvodi laserske čestice dopirane u čvrstoj matrici, čija je koncentracija veća od koncentracije plina, i na taj način može dobiti relativno veliku izlaznu energiju lasera, s velikom energijom, velikom vršnom snagom, kompaktan, čvrst i izdržljiv i tako dalje. Lasersko zavarivanje uglavnom se temelji na korištenju ova dva lasera za pobuđeni materijal.

Primjena tehnologije laserskog zavarivanja u području proizvodnje stalno raste, od pulsnog do kontinuiranog, od male snage do velike snage, od tanke ploče do debelih dijelova, od jednostavnog pojedinačnog šava do složenih oblika, lasersko zavarivanje u procesu kontinuirane evolucije ima postupno postati zrela moderna tehnologija obrade. Lasersko zavarivanje se dijeli na pulsirajuće lasersko zavarivanje i kontinuirano lasersko zavarivanje, a kod kontinuiranog zavarivanja može se podijeliti na zavarivanje provođenjem topline i zavarivanje dubokim prodiranjem. S poboljšanjem izlazne snage lasera, posebno pojavom CO2 lasera velike snage, tehnologija laserskog dubokog prodiranja u zemlji i inozemstvu brzo se razvijala, najveći omjer dubine i širine zavarivanja dosegao je 12:1, materijali za lasersko zavarivanje iz opći razvoj mekog čelika do današnjeg zavarivanja pocinčanog lima, aluminija, titana, bakra i keramičkih materijala, brzina laserskog zavarivanja dosegla je desetke metara u minuti, tehnologija laserskog zavarivanja sve zrelija i veliki broj primjena na proizvodnoj liniji u automobilskoj proizvodnoj liniji, kao što su zavarivanje zupčanika, automobilski pod i strukturne komponente (uključujući tijelo vrata) brzim zavarivanjem i postigla je velike ekonomske i društvene koristi.

Prema relevantnim statistikama, u razvijenim industrijskim zemljama Europe i Sjedinjenih Država, 50 posto -70 posto autodijelova dovršeno je laserskom obradom. Lasersko zavarivanje koje se uglavnom temelji na laserskom zavarivanju i rezanju postalo je standardni proces u automobilskoj industriji. Lasersko zavarivanje za panele karoserije može biti različite debljine i imati različit sloj površinskog premaza metalne ploče zavarene zajedno, a zatim utiskivanje, tako da se struktura panela može napraviti tako da se postigne najrazumnija kombinacija metala. Brzina laserskog zavarivanja je oko 4,5 m/min, a postoji mala deformacija, eliminirajući sekundarnu obradu. Lasersko zavarivanje ubrzava proces zamjene kovanih dijelova žigosanim dijelovima. Korištenjem laserskog zavarivanja smanjuje se širina preklopa i nekih dijelova za ojačanje, a također se sabija volumen strukturnih dijelova same karoserije. Samo to smanjuje težinu tijela za 56 kg. lasersko zavarivanje se koristi za zavarivanje krovnih školjki i okvira, te za zavarivanje poklopaca pretvarača prijenosa, koji su CNC-upravljani, s vremenom ciklusa od oko 16 sekundi, a stvarno vrijeme zavarivanja od samo 3 sekunde, i koji mogu raditi kontinuirano za 24 sata dnevno. Koristi se za zavarivanje sklopa mjenjača i šasije malog automobila, brzina zavarivanja laserskom zrakom, lako se automatizira i lako kontrolira i spaja u fleksibilni proizvodni sustav, laserska zraka za poboljšanje dizajna proizvoda proizvođača i proizvodnog ciklusa, smanjenje stope otpada gotovih proizvoda .

3. Laserski aparat za zavarivanje u automobilskoj industriji
Korištenje laserskog zavarivanja može donijeti velike ekonomske koristi industriji proizvodnje automobila, kao što je montaža karoserije u velikom broju točkastih zavarivanja, dvije glave za zavarivanje stegnute na rubu obratka za zavarivanje, širina prirubnice treba 16 mm, a lasersko zavarivanje je jednostrano zavarivanje, samo 5 mm, točkasto zavarivanje za lasersko zavarivanje, svaki automobil može uštedjeti 40kg čelika. s tradicionalnim točkastim zavarivanjem dva komada 0.8mm čeličnih dijelova za utiskivanje, prosjek je 20 točaka / min, udaljenost zavarivanja je 25 mm, odnosno brzina od 0,5 m / min, s brzinom laserskog zavarivanja može doseći 5m/min ili više. Korištenje tehnologije laserskog zavarivanja ne samo da smanjuje troškove, već i značajno poboljšava učinkovitost proizvodnje. Trenutačno, set robotskih sustava laserske obrade klase kilovata koji koštaju stotine tisuća dolara, sigurnost i pouzdanost novog lasera također je zajamčena, njegova stopa prekida rada od samo 2 posto, mjere zaštite također su izuzetno pouzdane . Lasersko zavarivanje zahtijeva blisko podudaranje između kontaktne površine obratka, što nije lako realizirati u procesu, ali trenutne napredne metode stezanja i pogodne za dizajn prirubnice laserskog zavarivanja tako da je ovaj problem riješen, postupno sazrijevanje tehnologije laserskog zavarivanja čini da će se glavni proizvođači automobila bez iznimke primijeniti na lasersko zavarivanje proizvodne linije automobila.

Sjedinjene Države su najraniji laseri velike snage uvedeni u automobilsku industriju, u središtu automobilske industrije Sjedinjenih Država u području Detroita postoji više od 40 laserskih obradnih stanica za rezanje metalnih dijelova automobila i zavarivanje zupčanika, tako da je reformacija automobila od 5 godina skraćeno na 2 godine. General Motors Sjedinjenih Država usvojio je 22 proizvodne linije za lasersku obradu, Ford Motor Company Sjedinjenih Država koristi Nd:YAG laser u kombinaciji s industrijskim robotima za zavarivanje karoserije limuzine, uvelike smanjujući proizvodne troškove, tri glavne američke automobilske tvrtke 2000. 50 posto proizvodne linije za otporno točkasto zavarivanje zamijenjeno je proizvodnom linijom za lasersko zavarivanje. U Japanu, uspješna primjena laserskog zavarivanja u proizvodnoj liniji za pozornost svijeta, kao što je proizvodnja automobilskih karoserija u implementaciji laserskog zavarivanja tankih čeličnih ploča utiskivanjem novih metoda, a sada je većina svjetskih automobila proizvođači da slijede primjer. Mnoge od vodećih svjetskih automobilskih kompanija izgradile su posebnu proizvodnu liniju za lasersko zavarivanje: proizvodna linija za zavarivanje poda automobila Thyssen Steel, proizvodna linija za lasersku obradu zupčanika tvornice automobila Volkswagen, tvornica automobila Mercedes-Benz u 18 tvornica u 8 tvornica postavila je opremu za lasersku obradu.

Stroj za lasersko zavarivanje koristi se u automobilskoj industriji ponajviše za zavarivanje karoserija automobila i zavarivanje spojenih proizvoda. Kako bi se zadovoljila potražnja tržišta i kupaca, vrlo je potrebno poboljšati karoseriju i proizvodni proces, a vrijednost karoserije automobila od oko 1/5 ukupne vrijednosti automobila, korištenje procesa laserskog zavarivanja tako da karoserija otpornost na udarce i otpornost na umor može se značajno poboljšati, poboljšati kvalitetu automobila. Lasersko zavarivanje zbog upotrebe računalne kontrole, tako da ima snažnu fleksibilnost i mobilnost, može biti poseban oblik panela vrata, bokobrana, zupčanika, ploča s instrumentima i drugih dijelova zavarivanja, ali i za dovršetak krova i boka automobila, okvira motora i okvira hladnjaka i drugih dijelova sklopa, ako se spoji sa sustavom prijenosa od optičkih vlakana i robotskom rukom, možete ostvariti automatiziranu liniju za sklapanje automobila. Korištenje Nd: YAG kontinuiranog lasera za prijenos optičkih vlakana od oko 3 KW, sa sustavom točkastog zavarivanja i učvršćenjem proizvodne linije, može postići svrhu automatiziranog zavarivanja, General Motors, Mercedes-Benz, itd. usvojili su ovaj sustav koji se koristi u proizvodnoj liniji od najnovijih modela, sustav laserskog zavarivanja može gotovo postići zahtjeve savršene obrade, u smislu učinkovitosti, ekonomičnosti, sigurnosti, čvrstoće, otpornosti na koroziju ima izvrsne performanse. Sustav laserskog zavarivanja koristi se u proizvodnoj liniji najnovijih modela automobila.

Karoserija i šasija automobila sastoje se od više od 300 vrsta dijelova, korištenje laserskog zavarivanja može biti gotovo sve bez obzira na debljinu, ocjenu, vrstu, ocjenu materijala zavarenih zajedno kako bi se napravili različiti oblici dijelova, uvelike poboljšavajući fleksibilnost dizajna automobila. Spajanje gredica je u potpunoj analizi strukture karoserije na temelju optimizacije dizajna komponenti, tako da može biti nekoliko tipičnih zavarivanja gredica iz nekoliko vrsta trupaca, što uvelike smanjuje broj kalupa, povećavajući iskoristivost materijala, ali iu čvrstoći različitih zahtjeva različitih dijelova gredice različitih debljina može se koristiti u kalupljenje za utiskivanje kako bi se smanjila težina i poboljšala točnost, ali i otpornost na koroziju i sigurnosne performanse su uvelike poboljšane! Struktura tijela također je znatno pojednostavljena. Toyotina linija za proizvodnju bočnih kućišta koristi tehnologiju zavarivanja slijepih listova, smanjujući broj kalupa na četiri, stopu iskorištenja materijala od 65 posto, plus ostale dijelove, tako da je cijena svakog automobila niža za više od 30 američkih dolara, uvelike povećavajući prednostima proizvođača automobila.

Trenutačno, u stranim zemljama, Njemačka Volkswagen u AudiA6, GolfA4, Passat i drugim markama krova je lasersko zavarivanje, BMW, General Motors na vrhu okvira također koristi lasersko zavarivanje, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen koriste se u tehnologiji laserskog spajanja ploča, Velika trojka Sjedinjenih Država, Njemačka Mercedes-Benz koristi laserski zavarene komponente prijenosa. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan primijenili su tehnologiju laserskog rezanja, Fiat i Toyota s laserskim premazom ispušnih ventila motora, bregaste osovine Volkswagenovih motora kako bi se postigla laserska obrada površinskog otvrdnjavanja.

U zemlji, od domaćih visokokvalitetnih modela, kao što su: Passat, Buick, Audi, itd. koriste se za lasersko zavarivanje do laserskog zavarivanja na transformaciji domaćih počeli su koristiti tehnologiju laserskog zavarivanja, prvi u zemlji koji je koristio tehnologiju laserskog zavarivanja (umjesto laserskog zavarivanja), prednjači FAW-Volkswagen, dok su neki od domaćih proizvođača automobila postupno počeli koristiti ovu tehnologiju. Laserska tehnologija je trenutno u primjeni FAW, FAW Volkswagen AudiA6 vrh i BORA stražnji poklopac pomoću laserskog zavarivanja, Sagitar (Sagitar) su bili u gornjem dijelu karoserije, stražnji poklopac i drugi dijelovi tehnologije laserskog zavarivanja, duljina zavarivanja veća od 30 metara. FAW je koristio opremu za njemački HassYAG 3KW laser i robota Kuka, FAW Car Company oblaže dijelove karoserije limuzine pomoću laserskog rezanja, koristi opremu za njemački ARNOLD 3KW trodimenzionalni stroj za obradu CO2 laserom s pet osi, FAW dijelove šasije za pogon kočione papuče pomoću lasera otvrdnjavanje, korištenje opreme za domaći 2KW CO2 laserski stroj za obradu, FAW kalup centar tankih ploča za lasersko rezanje, korištenje opreme za domaći 1.5KWCO2 laserski stroj za obradu. Sa zrelošću tehnologije laserskog zavarivanja i padom cijena uređaja za lasersko zavarivanje, kineski Chery Automobile također je počeo koristiti tehnologiju laserskog zavarivanja.

4. Perspektive laserske tehnologije

Tehnologija laserskog zavarivanja na tradicionalni automobilski proces zavarivanja donijela je utjecaj velikih automobilskih kompanija koje imaju vrlo pozitivan stav prema tome, korištenje novih tehnologija znači jaču konkurentnost, posebno brutalnu konkurenciju u automobilskoj industriji. Tehnologija laserskog zavarivanja u zavarivanju aluminija, zavarenih dijelova umjesto odljevaka i primjene zavarivanja strukture okvira cijelog tijela najveće budućnosti, proizvođači lasera trebali bi iskoristiti poslovne prilike u mobilnosti lasera, volumenu i drugim aspektima rada, s optičkim vlaknima prijenosni laser, tako da je laser prikladniji za potrebe proizvodne linije automobila. Neki domaći proizvođači laserskih proizvoda postupno su to shvatili, kao što je Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. proizvodnja pulsirajućeg Nd:YAG laserskog stroja za zavarivanje koji koristi fokusiranje spojke optičkih vlakana, jednostavan za korištenje, laserska glava može biti daleko od zona zavarivanja, performanse lasera su stabilne i pouzdane, dug život, ali i korištenje tradicionalnog optičkog tradicionalnog sustava, laser može biti lasersko zavarivanje, lasersko rezanje i probijanje, oboje. Jedan višenamjenski stroj, posebno pogodan za radionicu laserske obrade i automatiziranu proizvodnu liniju.

5. Sažetak

Automobilska industrija 21. stoljeća ulazi u zahtjeve korisnika u skladu s fleksibilnim modularnim načinom proizvodnje, tradicionalna tehnologija obrade ne može zadovoljiti potrebe novog načina proizvodnje, što daje priliku velikoj primjeni tehnologije laserskog zavarivanja, tehnologija laserskog zavarivanja i druge tehnologije laserske obrade u automobilskoj industriji imat će veći razvoj, postati važna metoda obrade u automobilskoj industriji.