Laserkeevitusmasin autotööstuses

Rohkem kui neli aastakümmet tagasi tekkisid laserid, mis demonstreerisid võimsaid võimeid, mis maailma vaimustasid. Pärast nii palju aastaid kestnud arengut on lasertehnoloogia tunginud erinevatesse valdkondadesse ja mänginud olulist rolli. Autotööstuses on lasertehnoloogia veelgi unikaalsem, laialdaselt kasutatakse laserkeevitust, laserpuurimist, lasermärgistamist.

1. Lasertehnoloogia mõiste
Laser on uus valgusallikas 1960. aastatel. Hea monokromaatilisuse, tugeva suunalisuse, suure heledusega ja muude omadustega. Avastatud on tuhandeid laseriga töötavaid aineid, mille lainepikkused ulatuvad pehmest röntgenikiirgusest kauge infrapunani. Lasertehnoloogia kasutab polariseerivaid peegleid, et peegeldada laseri tekitatud kiiret nii, et see kontsentreeritakse teravustamisseadmesse, et tekitada tohutu energiakiir. Kui fookuspunkt on töödeldava detaili lähedal, sulab ja aurustub tööhobune millisekundite jooksul, mida saab kasutada keevitusprotsessis.

2. Laserkeevitustehnoloogia teostatavus
Laserid liigitatakse üldiselt erinevate laservalgust tekitavate tööainete järgi, peamiselt pooljuhtlaserid (GaAs, InP jne), tahkislaserid (Nd: YAG jne), gaas (CO2, He-Ne jne). ) laserid, vedelad (timmitavad värvained jne) laserid, keemilised laserid, vabade elektronide laserid jne. Nende hulgas kasutavad gaaslaserid valgust kiirgavate osakestena gaasi- või metalliauru ning see on laserite klass, millel on kõige sortimendid, kõige mitmekesisemad ergastusrežiimid, kõige laiem laseri lainepikkuse jaotuspiirkond, mis on lihtsaim viis suure võimsusega pidevaks realiseerimiseks. väljund ja kõige laialdasemalt kasutatav. Tahkislaser peab tootma tahkes maatriksis legeeritud laserosakesi, mille kontsentratsioon on suurem kui gaasil, ja seega on võimalik saada suhteliselt suur laserenergia väljund, suure energiaga, suure tippvõimsusega, kompaktne, tahke ja vastupidav. nii edasi. Laserkeevitus peamiselt nende kahe ergastatud materjali laseri kasutamisel.

Laserkeevitustehnoloogia rakendamine tootmisvaldkonnas on pidevalt kasvanud, impulssilt pidevaks, väikese võimsusega suure võimsusega, õhukest plaadist paksude osadeni, lihtsast üksikust õmblusest keerukate kujudeni, laserkeevitus pidevas arenguprotsessis muutunud järk-järgult küpseks kaasaegseks töötlemistehnoloogiaks. Laserkeevitus jaguneb impulsslaserkeevituseks ja pidevaks laserkeevituseks ning pideva keevitamise korral soojusjuhtivuskeevituseks ja sügavkeevituseks. Laseri väljundvõimsuse paranemisega, eriti suure võimsusega CO2 laseri ilmumisega, on laseri sügavtungimistehnoloogia nii kodu- kui välismaal kiiresti arenenud, suurim keevitussügavuse ja laiuse suhe on jõudnud 12:1, laserkeevitusmaterjalid alates pehme terase üldine arendamine tsingitud lehe, alumiiniumi, titaani, vase ja keraamiliste materjalide tänapäevaseks keevitamiseks, laserkeevituskiirus on jõudnud kümnete meetriteni minutis, laserkeevitustehnoloogia on üha küpsem ja suur hulk rakendusi tootmisliinil autotööstuse tootmisliinil, nagu hammasrataste keevitamine, autopõrand ja konstruktsioonikomponendid (sealhulgas ukse kere) kiirkeevitus ning on saavutanud suurt majanduslikku ja sotsiaalset kasu.

Asjakohase statistika kohaselt on Euroopas ja Ameerika Ühendriikides arenenud tööstusriikides 50 protsenti -70 protsenti autoosadest valmistatud lasertöötlusega. Mis on peamiselt laserkeevitus ja -lõikamine, on autotööstuses laserkeevitus muutunud standardseks protsessiks. Kerepaneelide laserkeevitus võib olla erineva paksusega ja metallplaadi erineva pinnakattekihiga, mis on kokku keevitatud ja seejärel stantsitud, nii et paneeli struktuuri saab valmistada kõige mõistlikuma metalli kombinatsiooni saavutamiseks. Laserkeevituse kiirus on umbes 4,5 m/min ja deformatsioon on väike, välistades sekundaarse töötlemise. Laserkeevitus kiirendab sepistatud osade asendamist stantsitud osadega. Laserkeevituse kasutamine vähendab vöö laiust ja mõningaid tugevdusosi ning surub kokku ka kere enda konstruktsiooniosade mahtu. Ainuüksi see vähendab keha kaalu 56 kg. laserkeevitust kasutatakse katusekorpuste ja -raamide keevitamiseks ning ülekandemuunduri katete keevitamiseks, mis on CNC-juhitavad, tsükliajaga umbes 16 sekundit ja tegeliku keevitusajaga vaid 3 sekundit ning mida saab pidevalt kasutada 24 tundi ööpäevas. Kasutatakse väikese auto ülekandesõlme ja šassii keevitamiseks, laserkiirega keevitamise kiirus, lihtne automatiseerida ja hõlpsasti juhitav ning paindlikuks tootmissüsteemiks liitmine, laserkiir, et parandada tootja toote disaini ja tootmistsüklit, vähendades valmistoodete praagi määra. .

3. Laserkeevitusmasin autotööstuses
Laserkeevituse kasutamine võib tuua autotööstusele suurt majanduslikku kasu, näiteks kere kokkupanek suurel hulgal punktkeevitamisel, kaks keevituspead on kinnitatud tooriku servale, ääriku laius on 16 mm ja laserkeevitus on ühepoolne keevitus, ainult 5 mm, punktkeevitus laserkeevitus, iga auto võib säästa 40 kg terast. traditsioonilise punktkeevitusega keevitamisel kaks tükki 0,8 mm lehtterasest stantsimisdetailid, keskmine on 20 punkti / min, keevituskaugus on 25 mm, st kiirus 0,5 m / min, laserkeevituskiirusega saab jõuda 5 m / min või rohkem. Laserkeevitustehnoloogia kasutamine mitte ainult kulude vähendamiseks, vaid ka tootmise efektiivsuse suurendamiseks. Praegu on kilovatt-klassi lasertöötlusrobotite komplekt, kuni sadade tuhandete dollarite eest on tagatud ka uue laseri ohutus ja töökindlus, selle rikete määr on vaid 2 protsenti, kaitsemeetmed on samuti äärmiselt usaldusväärsed. . Laserkeevitus nõuab tooriku kontaktpinna tihedat sobitamist, mida pole protsessis lihtne realiseerida, kuid praegused täiustatud kinnitusmeetodid ja sobivad laserkeevitusääriku kujundamiseks, nii et see probleem on lahendatud, laserkeevitustehnoloogia järkjärguline küpsemine teeb suuremaid autotootjaid eranditult rakendama autode tootmisliini laserkeevitamisel.

Ameerika Ühendriigid on kõige varasemad autotööstuses kasutusele võetud suure võimsusega laserid, USA autotööstuse keskuses Detroidis on rohkem kui 40 lasertöötlusjaama autode metallosade lõikamiseks ja hammasrataste keevitamiseks, nii et auto ümberkujundamine alates aastast. 5 aastat lühendatud 2 aastani. Ameerika Ühendriikide General Motors võttis kasutusele 22 lasertöötluse tootmisliini, Ameerika Ühendriikide Ford Motor Company kasutab sedaani kere keevitamiseks Nd: YAG laserit koos tööstuslike robotitega, vähendades oluliselt tootmiskulusid, kolm suurt USA autotootjat 2000. aastal. on olnud 50 protsenti vastupanu punktkeevituse tootmisliinist asendati laserkeevituse tootmisliiniga. Jaapanis on laserkeevituse edukas rakendamine tootmisliinil maailma tähelepanu pööramiseks, näiteks autokerede tootmisel õhukeste terasplaatide stantsimisvormimise uute meetodite laserkeevitamisel, ja nüüd on see olnud enamik maailma autotööstusest. tootjad eeskuju järgima. Paljud maailma juhtivad autotootjad on ehitanud spetsiaalse laserkeevituse tootmisliini: Thyssen Steel autopõranda keevitamise tootmisliin, Volkswageni autotehase hammasrataste lasertöötluse tootmisliin, Mercedes-Benzi autotehas 18 tehases 8 tehases paigaldatud lasertöötlusseadmed.

Laserkeevitusmasinat kasutatakse autotööstuses eelkõige autokerede keevitamiseks ja liidetud tooriku keevitamiseks. Turu ja klientide nõudluse rahuldamiseks on kere ja tootmisprotsessi täiustamine väga vajalik ning auto kere väärtus umbes 1/5 auto koguväärtusest, laserkeevitusprotsessi kasutamine nii, et kere löögikindlust ja väsimuskindlust saab oluliselt parandada, parandada auto kvaliteeti. Laserkeevitus arvutijuhtimise kasutamise tõttu, nii et sellel on tugev paindlikkus ja liikuvus, see võib olla uksepaneelide, poritiibade, hammasrataste, armatuurlaudade ja muude keevitusosade erikujuline, aga ka katuse ja külje viimistlemiseks. auto, mootori raami ja radiaatori raami ning muude koostu osade puhul, kui need on ühendatud fiiberoptilise ülekandesüsteemi ja robotkäega, saate realiseerida automatiseeritud autotööstuse koosteliini. Umbes 3KW fiiberoptilise ülekande Nd kasutamine: YAG pidevlaser koos punktkeevitussüsteemi ja tootmisliini kinnitustega võib saavutada automatiseeritud keevitamise eesmärgi, General Motors, Mercedes-Benz jne on selle tootmisliinil kasutatava süsteemi kasutusele võtnud. viimastest mudelitest suudab laserkeevitussüsteem peaaegu saavutada täiusliku töötlemise nõuded, tõhususe, ökonoomsuse, ohutuse, tugevuse ja korrosioonikindluse osas on suurepärane jõudlus. Laserkeevitussüsteemi kasutatakse uusimate automudelite tootmisliinil.

Auto kere ja šassii koosneb enam kui 300 erinevast osast, laserkeevitamist saab kasutada peaaegu kõike, olenemata paksusest, klassist, tüübist ja materjalide klassist, mis on kokku keevitatud, et valmistada erineva kujuga detaile, parandades oluliselt paindlikkust. auto disainist. Toorikute ühendamine toimub kere struktuuri täielikus analüüsis komponentide disaini optimeerimise põhjal, nii et see võib olla mitu tüüpilist tooriku keevitust mõnest erinevat tüüpi toorist, mis vähendab oluliselt vormide arvu, suurendades materjale, aga ka erineva paksusega tooriku erinevate osade erinevate nõuete tugevust saab kasutada stantsimisvormimisel, et vähendada kaalu ja parandada täpsust, aga ka korrosioonikindlust ja ohutust on oluliselt paranenud! Ka kere struktuur on oluliselt lihtsustatud. Toyota külgkorpuse tootmisliinil kasutatakse toorikute ühendamise keevitustehnoloogiat, mis muudab vormide arvu neljaks, materjali kasutusmäär on 65 protsenti, pluss muud osad, nii et iga auto maksumus langeb rohkem kui 30 USA dollari võrra, suurendades oluliselt autotootjate eelised.

Praegu on välisriikides laserkeevitatud Saksamaal Volkswagen AudiA6, GolfA4, Passat ja teiste markide katustel, BMW, General Motors raami ülaosas kasutab samuti laserkeevitust, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen on kasutusel laserliitmisplaatide tehnoloogias, Ameerika Ühendriikide suurkolmik, Saksamaa Mercedes-Benz kasutab laserkeevitatud jõuülekande komponente. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan rakendasid laserlõiketehnoloogiat, Fiat ja Toyota laserkattega mootori väljalaskeklappide, Volkswageni mootorite nukkvõllid, et saavutada laserpinna kõvenemistöötlus.

Riigis, kodumaistest kvaliteetseid mudeleid, nagu: Passat, Buick, Audi jne kasutatakse laserkeevitamiseks laserkeevitamiseks ümberkujundamise kohta kodumaiste hakkas kasutama laserkeevitustehnoloogiat, mis riigis esimest korda laserkeevitustehnoloogia (mitte laserkeevitus), on FAW-Volkswageni esirinnas, samas kui mõned kodumaised autotootjad on seda tehnoloogiat järk-järgult kasutama hakanud. Lasertehnoloogia on praegu rakenduses FAW, FAW Volkswagen AudiA6 top ja BORA tagakaas kasutades laserkeevitust, Sagitar (Sagitar) olid kere ülaosas, tagakaanes ja muudes laserkeevitustehnoloogia osades, keevituspikkus on üle. 30 meetrit. FAW kasutas seadmeid Saksa HassYAG 3KW laseri ja Kuka roboti jaoks, FAW Car Company sedaani kerekatte osi laserlõikamisega, Saksa ARNOLD 3KW kolmemõõtmelise viieteljelise CO2 lasertöötlusmasina seadmeid, FAW šassii osade tehase piduriklotsid laseriga. karastamine, kasutades seadmeid kodumaise 2KW CO2 lasertöötlusmasina jaoks, FAW vormikeskuse õhukeste plaatide osi laserlõikamiseks, kodumaise 1,5 kW CO2 lasertöötlusmasina seadmete kasutamine. Laserkeevitustehnoloogia valmimise ja laserkeevitusmasina hinnalanguse tõttu hakkas Hiina Chery Automobile kasutama ka laserkeevitustehnoloogiat.

4. Lasertehnoloogia väljavaated

Laserkeevitustehnoloogia traditsioonilisele autokeevitusprotsessile on toonud kaasa suuremate autotootjate suhtumise sellesse väga positiivselt, uute tehnoloogiate kasutamine tähendab tugevamat konkurentsivõimet, eriti jõhkrat konkurentsi autotööstuses. Laserkeevitustehnoloogia alumiiniumi keevitamisel, valandite asemel keevitatud osad ja kogu korpuse raami struktuuri keevitusrakendus on suurim tulevik, laseritootjad peaksid kasutama ärivõimalusi laseri mobiilsuse, mahu ja muude töö aspektide osas fiiberoptikaga. ülekandelaser, nii et laser sobib paremini autotööstuse tootmisliini vajadustele. Mõned kodumaised lasertoodete tootjad on sellest järk-järgult aru saanud, näiteks Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd., mis toodab impulss-Nd: YAG-laserkeevitusmasin, mis kasutab optilise kiu sidestusega teravustamist, lihtne kasutada, laserpea võib olla seadmest kaugel. keevitustsoon, laseri jõudlus on stabiilne ja usaldusväärne, pikk kasutusiga, aga ka traditsioonilise optilise traditsioonilise süsteemi kasutamine, laser võib olla laserkeevitus, laserlõikamine ja mulgustamine. Üks masin mitmeotstarbeline, eriti sobiv lasertöötlustöökojale ja automatiseeritud tootmisliinile.

5. Kokkuvõte

21. sajandi autotööstus astub kasutajate nõudmistesse vastavalt paindlikule modulaarsele tootmisrežiimile, traditsiooniline töötlemistehnoloogia ei vasta uue tootmisrežiimi vajadustele, mis annab võimaluse laserkeevitustehnoloogia laiaulatuslik rakendamine, Laserkeevitustehnoloogia ja muud lasertöötlustehnoloogiad autotööstuses arenevad rohkem, muutuvad autotööstuses oluliseks töötlemismeetodiks.