Благодаря своим преимуществам высокой плотности энергии, глубокого проникновения, высокой точности и высокой адаптируемости, лазерная сварка широко ценится в областях аэрокосмической промышленности, машиностроения, электроники, автомобилестроения, судостроения и ядерной энергетики. Особенно в автомобильном производстве, лазерная сварка широко использовалась как для сборки кузовов, так и для производства автомобильных деталей.
Благодаря своим преимуществам, таким как высокая плотность энергии, глубокое проникновение, высокая точность и высокая адаптивность, лазерная сварка широко ценится в областях аэрокосмической промышленности, машиностроения, электроники, автомобилестроения, судостроения и ядерной энергетики. Особенно в автомобильном производстве, лазерная сварка широко использовалась как для сборки кузовов, так и для производства автомобильных деталей. Согласно соответствующей статистике, от 50% до 70% автозапчастей в развитых европейских и американских индустриальных странах комплектуются лазерной обработкой. Среди них в основном используются лазерная сварка и резка. Лазерная сварка стала стандартным процессом в автомобильном производстве.
Технология лазерной сварки
1. Лазерная технология сварки кузова
Кузов автомобиля представляет собой типичную тонкую пластину и структуру корпуса. Он изготовлен из низколегированной высокопрочной тонкой стальной пластины путем штамповки, резки и формовки в крышку и собирается сваркой. Количество точек сварки в корпусе сборки может достигать нескольких тысяч. Традиционная сварка использует процесс контактной точечной сварки. В процессе контактной точечной сварки используются два электрода, которые сжимают заготовку в двух направлениях, создают давление и подают питание на две части круга, образуя паяное соединение между контактными поверхностями, и сваривают детали вместе. Чтобы соответствовать требованиям к соединению и форме, между паяными соединениями должен соблюдаться определенный интервал. При точечной сварке сварочные клещи свариваются под краем заготовки, а ширина фланца должна составлять 16 мм; в то время как лазерная сварка является односторонней, ширина фланца составляет всего 5 мм. Замена точечной сварки на лазерную сварку может сэкономить 40 кг стали на машину.
Узкие и глубокие сварные швы, образованные лазерной сваркой, легко проникают в заготовку. Отсутствует механический контакт между лазерной головкой и свариваемыми деталями, а также отсутствует механическое напряжение при обработке. Прочность на растяжение и усталостная прочность шва для лазерной сварки эквивалентны прочности основного материала и отвечают требованиям несущей способности. Это может уменьшить толщину материала компонента и уменьшить массу тела. В то же время, поскольку лазерная сварка контролируется компьютером, она обладает высокой гибкостью и маневренностью и может сваривать двери, перегородки, шестерни, приборную панель специальной формы. В сочетании с волоконно-оптическими системами передачи и роботами, вы можете автоматизировать автомобильные сборочные линии.
2.Лазерная технология пошива
Технология лазерной сварки является одним из наиболее успешных и очевидных преимуществ лазерной сварки в автомобильной промышленности. Когда в автомобильной промышленности впервые были применены сварные по индивидуальному заказу листы, это было главным образом для решения проблемы недостаточной ширины стального листа, прокатанного прокатным станом, и для удовлетворения требований автомобильной промышленности в отношении широких листов по технологии сварного шва. С развитием автомобильной промышленности, сварные по индивидуальному заказу пластины развиваются в направлении толстых дифференциальных листов, а стальные листы различной толщины могут быть сварены по индивидуальному заказу. В настоящее время цель изготовления сварных по индивидуальному заказу автомобильных стальных листов действительно достигнута. Изобретение технологии лазерной индивидуальной сварки пластин впервые было применено при производстве Audi 100 в 1985 году. Технология лазерной индивидуальной сварки заключается в выборе стальных пластин с различными марками, типами, марками и толщинами в соответствии с требованиями к производительности различных деталей. кузова автомобиля при изготовлении корпуса лазера. Посредством лазерной резки и индивидуальной сварки определенные части кузова автомобиля, такие как боковые стенки, плиты пола, внутренние двери дверей, стойки и т. Д. (См. Рисунок 1), свариваются вместе, а затем штампуются для уменьшения веса кузова автомобиля, обеспечивая при этом прочность кузова автомобиля. Эта техника имеет ряд преимуществ:
1) Сократить количество деталей, оборудования и процедур для большого числа процессов штамповки. Индивидуальная сварка может быть выполнена как единое целое. В соответствии с различными требованиями к прочности различных деталей листы различной толщины свариваются вместе, а затем снова штампуются. В то же время точность кузова автомобиля может быть улучшена, а большое количество оборудования для обработки штампов, процессов и пресс-форм может быть уменьшено.
2) Уменьшите вес компонента. Из-за использования различных стальных пластин для сращивания можно использовать стальные пластины с покрытием для увеличения срока службы легко корродируемых деталей, более тонкие стальные пластины можно использовать для деталей, которые не выдерживают нагрузки или легкие нагрузки, а также из высокопрочной стали. пластины могут использоваться для деталей, которые выдерживают нагрузки. Больше нет необходимости в сварке ребер жесткости, что значительно упрощает конструкцию кузова, тем самым снижая потребление стали и производственные затраты, уменьшая массу тела и, в конечном итоге, сокращая потребление энергии автомобилем.
3) Повышение качества конструкции и надежности компонентов. Поскольку вместо прерывистой точечной сварки и клепки используется непрерывная сварка, жесткость, крепление и безопасность кузова автомобиля значительно улучшаются.
4) Предоставляет возможность производить широкофюзеляжные автомобили. Из-за ограничений прокатного стана невозможно изготавливать слишком широкие стальные листы, и автомобильные требования к широким листам становятся все более актуальными. Использование лазерной индивидуальной сварки является эффективным и экономичным процессом. Лазерная сварка делает машину более красивой и комфортной.
Оптимизируйте конструкцию, основываясь на анализе структуры корпуса, и выберите несколько типичных стальных пластин для индивидуальной сварки, которые могут улучшить коэффициент использования материала, исключить процесс вторичной обработки и значительно сократить количество пресс-форм. После использования специально сваренных панелей на боковой производственной линии Toyota Motor Corporation в Японии количество деталей сократилось на 66%, количество пресс-форм сократилось с 20 до 4, а коэффициент использования материалов был увеличен с От 40% до 65%. Используя лазерную сварку, автомобиль среднего размера может потерять 9 кг без ущерба для своей прочности.
В настоящее время крупные иностранные сталелитейные компании активно разрабатывают технологические линии для лазерной сварки. ArcelorMittal имеет 35 лазерных сварочных линий, а ее продукция занимает более 50% европейского рынка; Итальянская Solblank располагает 14 производственными линиями для лазерной сварки, а также планирует создать 4 в Соединенном Королевстве и США. ThyssenKrupp создала совместные предприятия с лазерной настройкой в Индонезии и США (Детройт); British Steel создала специализированный центр (компанию), который может предоставить автопроизводителям индивидуальные заготовки; Соединенные Штаты и Япония также создали аналогичные компании. В настоящее время изготовленные на заказ заготовки, произведенные в Западной Европе, составляют 70% мирового производства, 20% - в Соединенных Штатах и 10% - в Японии.