Laserový svařovací stroj v automobilovém průmyslu

Před více než čtyřmi desetiletími vznikly lasery a prokázaly výkonné schopnosti, které nadchly svět. Po tolika letech vývoje pronikla laserová technologie do různých oblastí a sehrála zásadní roli. V automobilovém průmyslu je laserová technologie ještě unikátnější, široce se používá laserové svařování, laserové vrtání, laserové značení.

1. Definice laserové technologie
Laser je novým světelným zdrojem v 60. letech 20. století. S dobrou monochromatičností, silnou směrovostí, vysokým jasem a dalšími vlastnostmi. Byly objeveny tisíce látek pracujících s laserem s vlnovou délkou od měkkého rentgenového záření až po vzdálené infračervené záření. Laserová technologie využívá polarizační zrcadla k odražení paprsku produkovaného laserem tak, aby se soustředil v zaostřovacím zařízení a vytvořil paprsek obrovské energie. Pokud je ohnisko blízko obrobku, tažný kůň se roztaví a odpaří během milisekund, což je efekt, který lze využít při procesu svařování.

2. Proveditelnost technologie laserového svařování
Lasery jsou obecně kategorizovány podle různých pracovních látek, které produkují laserové světlo, zejména polovodičové (GaAs, InP atd.), lasery v pevné fázi (Nd: YAG atd.), plynové (CO2, He-Ne atd.). ) lasery, kapalné (laditelná barviva atd.) lasery, chemické lasery, lasery s volnými elektrony a tak dále. Mezi nimi plynové lasery používají plyn nebo kovové páry jako částice emitující světlo a je to třída laserů s největším počtem druhů, nejrozmanitějšími excitačními režimy, nejširší oblastí distribuce vlnových délek laseru, nejjednodušším způsobem realizace vysoce výkonného kontinuálního výstup a nejpoužívanější. Pevnolátkový laser má produkovat laserové částice dopované v pevné matrici, jejichž koncentrace je větší než v plynu, a tak může získat relativně velký energetický výstup laseru s velkou energií, vysokým špičkovým výkonem, kompaktní, pevný a odolný a již brzy. Laserové svařování především na použití těchto dvou excitovaných materiálů laserem.

Aplikace technologie laserového svařování ve výrobní oblasti neustále roste, od pulzního k kontinuálnímu, od nízkého výkonu k vysokému výkonu, od tenkých plechů k tlustým dílům, od jednoduchých jednoduchých švů po složité tvary, laserové svařování v procesu nepřetržitého vývoje se postupně stávají vyspělou moderní technologií zpracování. Laserové svařování se dělí na pulzní laserové svařování a kontinuální laserové svařování a v kontinuálním svařování lze rozdělit na svařování tepelným vedením a svařování s hlubokým průvarem. Se zlepšením výstupního výkonu laseru, zejména se vznikem vysoce výkonného CO2 laseru, došlo k rychlému rozvoji technologie laserové hluboké penetrace doma i v zahraničí, největší poměr hloubky a šířky svařování dosáhl 12:1, laserové svařovací materiály od obecný vývoj měkké oceli k dnešnímu svařování pozinkovaného plechu, hliníku, titanu, mědi a keramických materiálů, rychlost laserového svařování dosáhla desítek metrů za minutu, technologie laserového svařování stále vyspělejší a velké množství aplikací na výrobní lince v automobilové výrobní lince, jako je svařování ozubených kol, automobilové podlahy a konstrukční prvky (včetně těla dveří) vysokorychlostního svařování a dosáhl velkých ekonomických a sociálních výhod.

Podle relevantních statistik je v Evropě a ve Spojených státech rozvinutých průmyslových zemích 50 procent -70 procent automobilových dílů dokončeno laserovým zpracováním. Laserové svařování, které je založeno především na laserovém svařování a řezání, se v automobilovém průmyslu stalo standardním procesem. Laserové svařování panelů karoserie může mít různou tloušťku a mít různé povrchové povlakové vrstvy kovové desky svařené dohromady a poté lisování, takže struktura panelu může být vyrobena tak, aby bylo dosaženo nejrozumnější kombinace kovu. Rychlost laserového svařování je asi 4,5 m/min a dochází k malé deformaci, což eliminuje sekundární zpracování. Laserové svařování urychluje proces výměny kovaných dílů za lisované díly. Použití laserového svařování zmenšuje šířku přesahu a některých výztužných dílů a také stlačuje objem konstrukčních dílů samotné karoserie. To samo o sobě snižuje hmotnost těla o 56 kg. laserové svařování se používá pro svařování střešních skořepin a rámů a pro svařování krytů převodových měničů, které jsou řízené CNC, s dobou cyklu asi 16 sekund a skutečnou dobou svařování pouze 3 sekundy a které lze provozovat nepřetržitě po dobu 24 hodin denně. Používá se ke svařování sestavy převodovky a podvozku pro malé automobily, rychlost svařování laserovým paprskem, snadné automatizace a snadné ovládání a sloučení do flexibilního výrobního systému, laserový paprsek pro zlepšení návrhu výrobku a výrobního cyklu výrobce, snížení zmetkovitosti hotových výrobků .

3. Laserový svařovací stroj v automobilovém průmyslu
Použití laserového svařování může přinést velké ekonomické výhody pro automobilový průmysl, jako je montáž karoserie při velkém počtu bodových svařování, dvě svařovací hlavy upnuté na okraji svařovaného obrobku, šířka příruby potřebuje 16 mm a laserové svařování je jednostranné svařování, pouze 5 mm, bodové svařování pro laserové svařování, každý vůz může ušetřit 40kg oceli. s tradičním bodovým svařováním dvou kusů 0.8mm lisovacích dílů z ocelového plechu, průměr je 20 bodů / min, svařovací vzdálenost je 25 mm, to znamená rychlost 0,5 m / min, s rychlostí laserového svařování může dosah 5 m/min nebo více. Použití technologie laserového svařování nejen ke snížení nákladů, ale také k výraznému zlepšení efektivity výroby. V současné době je sada robotického systému pro laserové zpracování kilowattové třídy dlouhá až stovky tisíc dolarů, bezpečnost a spolehlivost nového laseru je také zaručena, jeho prostoje pouze 2 procenta, ochranná opatření jsou také extrémně spolehlivá . Laserové svařování vyžaduje těsnou shodu mezi kontaktním povrchem obrobku, což není snadné realizovat v procesu, ale současné pokročilé metody upínání a vhodné pro laserové svařování konstrukce příruby tak, aby byl tento problém vyřešen, postupné zrání technologie laserového svařování dělá předním výrobcům automobilů bez výjimky bude aplikováno laserové svařování na automobilové výrobní lince.

Spojené státy americké jsou prvním vysoce výkonným laserem zavedeným do automobilového průmyslu, v centru automobilového průmyslu Spojených států v oblasti Detroitu je více než 40 laserových zpracovatelských stanic pro řezání kovových dílů automobilů a svařování ozubených kol, takže reformování vozu od 5 let zkráceno na 2 roky. Společnost United States General Motors přijala 22 výrobních linek pro laserové zpracování, přičemž společnost Ford Motor Company ve Spojených státech používala laser Nd:YAG v kombinaci s průmyslovými roboty ke svařování karoserie sedanu, což výrazně snížilo výrobní náklady, tři velké americké automobilové společnosti v roce 2000, tam bylo 50 procent výrobní linky pro odporové bodové svařování nahrazeno výrobní linkou pro laserové svařování. V Japonsku je úspěšná aplikace laserového svařování ve výrobní lince pro světovou pozornost, například ve výrobě karoserií automobilů při provádění laserového svařování tenkých ocelových plechů lisováním lisováním nových metod, a nyní byla většina světových automobilů výrobci, aby je následovali. Mnoho předních světových automobilových společností vybudovalo speciální výrobní linku pro laserové svařování: výrobní linka pro svařování automobilových podlah Thyssen Steel, výrobní linka na laserové zpracování ozubených kol automobilky Volkswagen, automobilka Mercedes-Benz v 18 závodě v 8 závodě instalovala zařízení na laserové zpracování.

Laserový svařovací stroj se používá v automobilovém průmyslu především pro svařování karoserií automobilů a svařování přířezů. Aby bylo možné uspokojit poptávku trhu a zákazníků, zlepšit karoserii a výrobní proces je velmi nutné, a hodnota karoserie automobilu ve výši asi 1/5 celkové hodnoty automobilu, použití procesu laserového svařování tak, aby karoserie odolnost proti nárazu a odolnost proti únavě lze výrazně zlepšit, zlepšit kvalitu vozu. Laserové svařování díky použití počítačového ovládání, takže má silnou flexibilitu a mobilitu, může být speciální tvar dveřních panelů, blatníků, převodů, přístrojových panelů a dalších částí svařování, ale také pro dokončení střechy a bočnic automobilu, rámu motoru a rámu chladiče a dalších částí sestavy, pokud je spojen s přenosovým systémem z optických vláken a robotickou rukou, můžete realizovat automatizovanou montážní linku pro automobily. Použití asi 3KW optického přenosu Nd: kontinuální laser YAG se systémem bodového svařování a přípravky na výrobní lince může dosáhnout účelu automatizovaného svařování, General Motors, Mercedes-Benz atd. přijaly tento systém používaný ve výrobní lince. z nejnovějších modelů může laserový svařovací systém téměř dosáhnout požadavků dokonalého zpracování, pokud jde o účinnost, hospodárnost, bezpečnost, pevnost, odolnost proti korozi mají vynikající výkon. Laserový svařovací systém se používá ve výrobní lince nejnovějších modelů automobilů.

Karoserie a podvozek se skládá z více než 300 druhů dílů, použití laserového svařování může být téměř všechny bez ohledu na tloušťku, třídu, typ, třídu materiálů svařovaných dohromady, aby se vytvořily různé tvary dílů, což výrazně zlepšuje flexibilitu automobilového designu. Svařování sochoru je v plné analýze struktury karoserie na základě optimalizace konstrukce komponentů tak, aby mohlo jít o několik typických sochorových svaření z několika druhů sochorů, což výrazně snižuje počet forem a zvyšuje využití materiály, ale také různé požadavky na různé části sochoru různé tloušťky mohou být použity v lisovacím výlisku ke snížení hmotnosti a zlepšení přesnosti, ale také odolnost proti korozi a bezpečnost byly výrazně zlepšeny! Výrazně zjednodušená je také stavba karoserie. Výrobní linka společnosti Toyota na výrobu bočních skříní využívá technologii svařování slepování polotovarů, díky čemuž se počet forem snížil na čtyři, využití materiálu je 65 procent, plus další díly, takže náklady na každý vůz klesly o více než 30 USD, což výrazně zvýšilo výhody výrobců automobilů.

V současné době v zahraničí, Německu Volkswagen v AudiA6, GolfA4, Passat a další značky střechy jsou laserové svařování, BMW, General Motors v horní části rámu také používá laserové svařování, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen se používají v technologii laserových spojovacích desek, Velká trojka Spojených států, Německo Mercedes-Benz používá komponenty převodovky svařované laserem. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan aplikovaly technologii řezání laserem, Fiat a Toyota s laserovým povlakem výfukových ventilů motoru, vačkové hřídele motoru Volkswagen pro dosažení laserového povrchového kalení.

V zemi se od domácích vysoce kvalitních modelů, jako jsou: Passat, Buick, Audi atd., používají k laserovému svařování k laserovému svařování na přeměnu domácích se začala používat technologie laserového svařování, první v zemi k použití technologie svařování laserem (spíše než svařování laserem), v popředí FAW-Volkswagen, zatímco někteří domácí výrobci automobilů tuto technologii postupně začali používat. Laserová technologie je v současné době v aplikaci FAW, FAW Volkswagen AudiA6 vrchní a BORA zadní kryt pomocí laserového svařování, Sagitar (Sagitar) byly v horní části karoserie, zadního krytu a dalších částí technologie laserového svařování, délka svařování více než 30 metrů. Společnost FAW použila zařízení pro německý laser HassYAG 3KW a robot Kuka, díly opláštění karoserie sedanů FAW Car Company pomocí řezání laserem, pomocí zařízení pro německý trojrozměrný pětiosý CO2 laserový stroj na zpracování CO2 ARNOLD 3KW, brzdová čelist závodu na díly podvozku FAW pomocí laseru kalení, s použitím zařízení pro domácí 2KW CO2 laserový zpracovatelský stroj, FAW středové tenké plechové díly pro laserové řezání, použití zařízení pro domácí 1,5KWCO2 laserový zpracovatelský stroj. S vyspělostí technologie laserového svařování a poklesu cen laserových svařovacích strojů začala technologie laserového svařování používat také čínská Chery Automobile.

4. Perspektivy laserové technologie

Technologie laserového svařování na tradiční automobilový svařovací proces přinesla vliv významných automobilových společností, které k tomu mají velmi pozitivní postoj, použití nových technologií znamená silnější konkurenceschopnost, zejména brutální konkurence v automobilovém průmyslu. Technologie laserového svařování při svařování hliníku, svařovaných dílů místo odlitků a celotělové rámové konstrukce svařování aplikací největší budoucnosti, výrobci laserů by měli využít obchodních příležitostí v oblasti mobility laseru, objemu a dalších aspektů práce s optickými vlákny přenosový laser, takže laser je vhodnější pro potřeby automobilové výrobní linky. Někteří tuzemští výrobci laserových produktů si to postupně uvědomili, např. Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. výroba pulzního laserového svářecího stroje Nd:YAG využívající ostření spojky optických vláken, snadné použití, laserová hlava může být daleko od svařovací zóna, výkon laseru je stabilní a spolehlivý, dlouhá životnost, ale také použití tradičního optického systému, laser může být laserové svařování, laserové řezání a děrování, obojí. Jeden stroj víceúčelový, vhodný zejména pro laserovou zpracovatelskou dílnu a automatizovanou výrobní linku.

5. Shrnutí

Automobilový průmysl 21. století vstupuje do požadavků uživatelů v souladu s flexibilním modulárním výrobním režimem, tradiční technologie zpracování nemůže uspokojit potřeby nového výrobního režimu, který dává možnost rozsáhlé aplikace technologie laserového svařování, technologie laserového svařování a další technologie laserového zpracování v automobilovém průmyslu budou mít větší rozvoj, stanou se důležitou zpracovatelskou metodou v automobilovém průmyslu.