Como transportista doutras partes do coche, a tecnoloxía de fabricación da carrocería determina directamente a calidade global de fabricación do coche. No proceso de fabricación de carrocerías, a soldadura é un proceso de produción importante. As tecnoloxías de soldadura utilizadas actualmente para a soldadura de carrocerías de automóbiles inclúen principalmente a soldadura por puntos por resistencia, a soldadura protexida con gas inerte fundido (soldadura MIG) e a soldadura por arco protexido con gas activo fundido (soldadura MAG) así como a soldadura con láser.
Como tecnoloxía de soldadura avanzada con integración óptica-mecánica, a tecnoloxía de soldadura con láser ten as vantaxes de alta densidade de enerxía, velocidade de soldeo rápida, baixa tensión e deformación de soldadura e boa flexibilidade en comparación coa tecnoloxía tradicional de soldadura de carrocería automática.
A estrutura da carrocería do coche é complexa e as partes do corpo son principalmente compoñentes de paredes finas e curvas. A soldadura de carrocería automática enfróntase a dificultades de soldeo, como as variacións nos materiais do corpo, o grosor variable das partes do corpo, as traxectorias de soldadura diversas e as formas de unión. Ademais, a soldadura de carrocería de automóbiles ten altos requisitos de calidade e eficiencia da soldadura.
En función dos parámetros axeitados do proceso de soldadura, a soldadura con láser pode garantir unha alta resistencia á fatiga e resistencia ao impacto das pezas clave da carrocería do automóbil ao soldar, garantindo así a calidade e a vida útil da soldadura do corpo. A tecnoloxía de soldadura con láser pode adaptarse á soldadura de pezas de carrocería de automóbiles con diferentes formas de xunta, diferentes grosores e diferentes tipos de materiais, satisfacendo a demanda de flexibilidade na fabricación de carrocerías de automóbiles. Polo tanto, a tecnoloxía de soldadura con láser é un medio técnico importante para lograr un desenvolvemento de alta calidade da industria do automóbil.
Proceso de soldadura láser para carrocerías de automoción
Principio do proceso de soldadura por fusión profunda con láser: cando a densidade de potencia do láser alcanza un certo nivel, a superficie do material vaporízase, formando así un oco da chave. Cando a presión de vapor do metal dentro do buraco alcanza o equilibrio dinámico coa presión estática e a tensión superficial do líquido circundante, o láser pode irradiar a través do oco da chave ata o fondo do burato e, co movemento do feixe láser, prodúcese unha soldadura continua. formado. No proceso de soldadura por fusión profunda con láser, non é necesario engadir fluxo ou recheo auxiliar para soldar o propio material da peza de traballo nun só.
A costura de soldadura obtida pola soldadura por fusión profunda con láser é xeralmente lisa e recta cunha pequena deformación, o que favorece a mellora da precisión de fabricación da carrocería do automóbil. A resistencia á tracción da soldadura é alta, o que garante a calidade da soldadura da carrocería do automóbil. A velocidade de soldadura é rápida, o que favorece a mellora da eficiencia da produción de soldadura.
No proceso de soldadura de carrocería automática, o uso do proceso de soldadura por fusión profunda con láser pode reducir significativamente o número de pezas, moldes e ferramentas de soldadura, reducindo así o peso morto do corpo e os custos de produción. Non obstante, o proceso de soldadura por fusión profunda con láser é menos tolerante á brecha de montaxe das pezas a soldar, e a fenda de montaxe debe controlarse entre 0,05 e 2 mm. Se o espazo de montaxe é demasiado grande, produciranse defectos de soldadura como a porosidade.
A investigación actual mostra que na soldadura de carrocería automática do mesmo material, optimizando os parámetros do proceso da soldadura por fusión profunda con láser, é posible obter unha soldadura con boa formación superficial, menos defectos internos e excelentes propiedades mecánicas. As excelentes propiedades mecánicas da soldadura poden satisfacer os requisitos de uso dos compoñentes soldados da carrocería automática. Non obstante, na soldadura de carrocería automática, o aceiro de aliaxe de aluminio como representante do proceso de soldadura por fusión profunda con láser de metal heteroxéneo non está maduro, aínda que engadindo unha capa de transición pódese obter un excelente rendemento da soldadura, pero os diferentes materiais da capa de transición sobre o O mecanismo de influencia da capa IMC eo seu efecto sobre a microestructura do mecanismo de soldadura non está claro, necesita un estudo máis profundo.
Proceso de soldadura de recheo de fío láser de carrocería automática
O proceso de soldadura de recheo con láser baséase no seguinte principio: fórmase unha unión soldada recheando previamente a soldadura cun fío específico ou alimentando o fío simultaneamente durante o proceso de soldadura con láser. Isto é equivalente a alimentar unha cantidade aproximadamente homoxénea de material de fío no baño de soldadura durante a soldadura por fusión profunda con láser. O seguinte diagrama mostra o proceso de soldadura de recheo con láser.
En comparación coa soldadura por fusión profunda con láser, a soldadura con recheo con láser ten dúas vantaxes na soldadura de carrocería automática: en primeiro lugar, pode mellorar significativamente a tolerancia da brecha de montaxe entre as pezas da carrocería que se van soldar e resolver o problema da esixencia de gran brecha de bisel para a soldadura por fusión profunda con láser. ; en segundo lugar, pode mellorar a distribución do tecido na zona de soldadura mediante fíos con diferentes contidos de composición e, a continuación, regular o rendemento da soldadura.
No proceso de fabricación de carrocerías de automóbiles, o proceso de soldadura de recheo con láser úsase principalmente para soldar pezas de aliaxe de aluminio e aceiro do corpo. Especialmente no proceso de soldadura de pezas de aliaxe de aluminio da carrocería do automóbil, a tensión superficial da piscina fundida é pequena, o que pode levar facilmente ao colapso da piscina fundida, mentres que o proceso de soldadura de recheo con láser pode resolver mellor o problema do colapso da piscina fundida. mediante a fusión do fío no proceso de soldadura con láser.
Proceso de soldadura láser de carrocería automotriz
O proceso de soldadura con láser baséase no seguinte principio: Usando un láser como fonte de calor, o raio láser é enfocado e irradiado sobre a superficie do fío, o fío derrete, o fío derretido gotea e enche a peza a soldar, e os efectos metalúrxicos como a fusión e a difusión ocorren entre o material de soldadura e a peza de traballo, uníndose así a peza de traballo. A diferenza do proceso de soldadura de recheo con láser, o proceso de soldadura con láser só funde o fío e non a peza a soldar. A soldadura con láser ten unha boa estabilidade de soldadura, pero a resistencia á tracción da soldadura resultante é baixa. A figura 3 móstrase a aplicación do proceso de soldadura con láser na soldadura da tapa do compartimento de equipaxe de automóbiles
No proceso de soldadura de carrocería automática, o proceso de soldadura con láser utilízase principalmente para soldar as partes do corpo que non requiren unha alta resistencia das articulacións, como a soldadura entre a tapa superior e os contornos laterais, a soldadura entre a parte superior e inferior da equipaxe. cuberta do compartimento, etc. A cuberta superior de VW, Audi e outros modelos de gama media e alta usan proceso de soldadura con láser.
Os principais defectos nas unións soldadas con láser das carrocerías dos automóbiles inclúen roer bordos, porosidade, deformación da soldadura, etc., e os defectos pódense suprimir significativamente regulando os parámetros do proceso e utilizando o proceso de soldadura con láser multifoco.
Proceso de soldadura composto por arco láser de carrocería automotriz
O principio do proceso de soldadura composto por arco láser é o seguinte: dúas fontes de calor, láser e arco, utilízanse para actuar simultáneamente sobre a superficie da peza a soldar, e a peza se funde e solidifica para formar unha costura de soldadura. O seguinte diagrama mostra o proceso de soldadura por arco láser.
A soldadura con arco con láser combina as vantaxes da soldadura con láser e da soldadura por arco: primeiro, baixo a acción de fontes de calor duales, a velocidade de soldadura pódese aumentar, a entrada de calor faise menor, a deformación da soldadura é pequena, mantendo as características da soldadura con láser. ; en segundo lugar, a mellor capacidade de ponte, a tolerancia á brecha de montaxe é maior; terceiro, a velocidade de solidificación da piscina fundida faise máis lenta, o que favorece a eliminación de poros, fendas e outros defectos de soldadura, mellora a organización e o rendemento da zona afectada pola calor. En cuarto lugar, debido ao arco, é capaz de soldar. materiais con alta reflectividade e alta condutividade térmica, cunha gama máis ampla de materiais aplicados.
No proceso de fabricación de carrocerías de automóbiles, o proceso de soldeo composto por arco con láser é principalmente soldar compoñentes de aliaxe de aluminio do corpo e metais disímiles de aliaxe de aluminio e aceiro, para o espazo de montaxe das partes máis grandes da soldadura, como a parte da porta do coche da localización de a soldadura, isto débese a que o espazo de montaxe é propicio para o rendemento da ponte de soldadura composta láser - arco. Ademais, a tecnoloxía de soldadura con arco composto láser-MIG tamén se aplica á posición do teito lateral da carrocería de Audi.
No proceso de soldadura de carrocería automática, a soldadura con arco láser composto ten a vantaxe dunha gran tolerancia de separación en comparación coa soldadura con láser único, non obstante, a soldadura con arco con láser composto require unha consideración exhaustiva da posición relativa do láser e do arco, os parámetros de soldadura con láser, o arco. parámetros e outros factores. O comportamento de transferencia de calor e masa do proceso de soldadura con arco láser é complexo, especialmente a regulación enerxética da soldadura de materiais heteroxéneos e o mecanismo de regulación do espesor IMC e do tecido aínda non está claro e require un maior fortalecemento da investigación.
Outros procesos de soldadura con láser de carrocería de automóbiles
A soldadura por fusión profunda con láser, a soldadura de recheo con láser, a soldadura con láser e a soldadura con arco láser composto e outros procesos de soldadura teñen unha teoría máis madura e unha ampla gama de aplicacións prácticas. A medida que aumentan os requisitos da industria do automóbil para a eficiencia da soldadura de carrocerías e aumenta a demanda de soldadura de materiais diferentes na fabricación lixeira, a soldadura por puntos con láser, a soldadura por oscilación con láser, a soldadura por feixe multiláser e a soldadura en voo con láser gañaron a atención.
Proceso de soldadura por puntos láser
A soldadura por puntos con láser é unha tecnoloxía avanzada de soldadura con láser con vantaxes destacadas de velocidade de soldeo rápida e alta precisión de soldeo. O principio básico da soldadura por puntos con láser é enfocar o raio láser nun punto da peza que se vai soldar, para que o metal nese punto se derrita instantaneamente, e axustando a densidade do láser para lograr a soldadura por condución térmica ou o efecto de soldadura por fusión profunda. cando o raio láser deixa de funcionar, o metal líquido refluxa, solidifícase e forma unha unión.
Hai dúas formas principais de soldadura por puntos con láser: soldadura por puntos con láser pulsado e soldadura por puntos con láser continuo. O raio láser na soldadura por puntos con láser pulsado ten unha enerxía de pico alta, pero o tempo de acción é curto e úsase xeralmente para soldar metais lixeiros como aliaxes de magnesio e aliaxes de aluminio. Na soldadura por puntos con láser continua, o raio láser ten unha potencia media alta e un tempo de acción láser longo, e úsase principalmente para soldar aceiro.
Na soldadura de carrocería automática, en comparación coa soldadura por puntos por resistencia, a soldadura por puntos con láser ten as vantaxes dunha traxectoria de soldadura por puntos sen contacto e autodeseñada, que pode satisfacer a demanda de soldadura de alta calidade baixo diferentes espazos de solapa dos materiais da carrocería.
Proceso de soldadura por oscilación láser
A soldadura por oscilación con láser é unha nova tecnoloxía de soldadura con láser que foi proposta nos últimos anos e recibiu unha ampla atención. O principio desta tecnoloxía é conseguir unha rápida, ordenada e pequena oscilación do feixe láser integrando un espello oscilante no cabezal de soldadura láser, conseguindo así o efecto de axitar o feixe mentres avanza durante a soldadura con láser.
As principais traxectorias de oscilación no proceso de soldadura por oscilación con láser inclúen: oscilación transversal, oscilación lonxitudinal, oscilación circular e oscilación infinita. O proceso de soldadura por oscilación con láser ten vantaxes significativas na soldadura de carrocería automática, xa que o estado de fluxo da piscina de fusión cambia significativamente pola oscilación do feixe láser, polo que o proceso pode eliminar defectos non fundidos, lograr o refinamento do gran e suprimir a porosidade na soldadura. o mesmo material da carrocería de automóbiles e mellorar os problemas de mestura insuficiente de materiais diferentes e as malas propiedades mecánicas da costura de soldadura na soldadura de materiais de carrocería de automóbiles diferentes.
Proceso de soldadura multi-láser
Actualmente, os láseres de fibra poden usarse para dividir un único feixe láser en varios raios láser mediante un módulo de división de feixe instalado no cabezal de soldadura. A soldadura multi-láser equivale a aplicar varias fontes de calor no proceso de soldadura. Ao axustar a distribución de enerxía do feixe, os diferentes feixes poden acadar diferentes funcións, tales como: o feixe con maior densidade de enerxía é o feixe principal, responsable da soldadura por fusión profunda; o subfeixe con menor densidade de enerxía pode limpar e prequecer a superficie do material e aumentar a absorción da enerxía do feixe láser polo material.
O proceso de soldadura por feixe multiláser pode mellorar o comportamento de evaporación do vapor de cinc e o comportamento dinámico da piscina de fusión durante a soldadura de chapas de aceiro galvanizado, mellorar o problema de salpicaduras e mellorar a resistencia á tracción da costura de soldadura.
Proceso de soldadura en voo láser
A tecnoloxía de soldadura en voo con láser é unha nova tecnoloxía de soldadura con láser con alta eficiencia de soldadura e deseño autónomo da traxectoria de soldadura. O principio básico da soldadura en voo con láser é que cando o raio láser incide nos espellos X e Y do espello de dixitalización, o ángulo do espello contrólase mediante unha programación autónoma para conseguir a desviación do raio láser en calquera ángulo.
Tradicionalmente, a soldadura con láser da carrocería do automóbil depende principalmente do robot de soldadura para impulsar o cabezal de soldadura con láser para lograr un movemento sincrónico para lograr o efecto de soldadura. Non obstante, o movemento alternativo repetitivo do robot de soldadura limita severamente a eficiencia da soldadura de carrocería automática debido á gran cantidade de soldaduras e á longa lonxitude das soldaduras. Pola contra, a soldadura en voo con láser pódese conseguir dentro dun determinado rango simplemente axustando o ángulo do reflector. Polo tanto, a tecnoloxía de soldadura en voo con láser pode mellorar significativamente a eficiencia da soldadura e ten unha ampla perspectiva de aplicación.
Resumo
Co desenvolvemento da industria do automóbil, o futuro da tecnoloxía de soldadura de carrocerías seguirá desenvolvéndose tanto no proceso de soldadura como na tecnoloxía intelixente.
A carrocería do automóbil, especialmente a carrocería do vehículo de nova enerxía, está a desenvolverse na dirección do peso lixeiro. As aliaxes lixeiras, os materiais compostos e os materiais heteroxéneos serán máis amplamente utilizados na carrocería do automóbil, o proceso de soldadura con láser convencional é difícil de satisfacer os seus requisitos de soldadura, polo que o proceso de soldadura de alta calidade e eficiente converterase na tendencia de desenvolvemento futuro.
Nos últimos anos, o proceso de soldadura con láser emerxente, como a soldadura oscilante con láser, a soldadura multiláser, a soldadura en voo con láser, etc., estivo na calidade da soldadura e na eficiencia da soldadura da investigación teórica inicial e da exploración do proceso. O futuro debe ser o proceso de soldadura con láser emerxente e os materiais lixeiros da carrocería do automóbil, a soldadura de materiais heteroxéneos e outros escenarios estreitamente combinados, o deseño da traxectoria de balance do feixe láser, o mecanismo de acción enerxética do feixe láser múltiple e a mellora da eficiencia da soldadura en voo e outros aspectos da in- investigación en profundidade para explorar un proceso maduro de soldadura de carrocería automotriz lixeira.
A tecnoloxía de soldadura con láser de carrocería automática está sendo profundamente integrada coa tecnoloxía intelixente, a detección en tempo real do estado de soldadura con láser de carrocería automática e o control de retroalimentación dos parámetros do proceso teñen un papel decisivo na calidade da soldadura. A actual tecnoloxía intelixente de soldadura con láser úsase principalmente para a planificación e seguimento da traxectoria previa á soldadura e a inspección de calidade posterior á soldadura. A investigación nacional e estranxeira na detección de defectos de soldadura e a regulación adaptativa dos parámetros aínda está na súa infancia, e a tecnoloxía de control adaptativo dos parámetros do proceso de soldadura con láser non se aplicou na fabricación de carrocerías de vehículos.
Polo tanto, para a aplicación da tecnoloxía de soldadura con láser nas características do proceso de soldadura de carrocería automática, o futuro debe desenvolverse cun sistema de detección intelixente de soldadura con láser con núcleo multisensor avanzado e un sistema de control de robot de soldadura de alta precisión de alta velocidade para garantir que a soldadura con láser tecnoloxía intelixente en tempo real e precisión de cada enlace, a través da ligazón "planificación da traxectoria de pre-soldadura - parámetros de soldadura control adaptativo inspección en liña de calidade post-soldadura", para garantir un procesamento eficiente e de alta calidade.
A empresa de automatización con láser Maven céntrase na industria do láser durante 14 anos, estamos especializados en soldadura con láser, temos máquina de soldadura con láser de brazo robótico, máquina de soldadura con láser automática de mesa, máquina de soldadura con láser de man, ademais, tamén temos máquina de soldadura con láser, máquina de corte con láser. e máquina de gravado de marcado con láser, temos moitos casos de solucións de soldadura con láser, se estás interesado, sempre podes contactar connosco.
Hora de publicación: Dec-09-2022
