Sebagai pembawa bahagian lain kereta, teknologi pembuatan badan kereta secara langsung menentukan kualiti pembuatan keseluruhan kereta. Dalam proses pembuatan badan kereta, kimpalan merupakan proses pengeluaran yang penting. Teknologi kimpalan yang kini digunakan untuk kimpalan badan kereta terutamanya termasuk kimpalan titik rintangan, kimpalan berpelindung gas lengai lebur (kimpalan MIG) dan kimpalan arka berpelindung gas aktif lebur (kimpalan MAG) serta kimpalan laser.
Sebagai teknologi kimpalan canggih dengan integrasi optik-mekanikal, teknologi kimpalan laser mempunyai kelebihan ketumpatan tenaga yang tinggi, kelajuan kimpalan yang pantas, tekanan dan ubah bentuk kimpalan yang rendah, dan fleksibiliti yang baik berbanding teknologi kimpalan badan kereta tradisional.
Struktur badan kereta adalah kompleks, dan bahagian badan kereta kebanyakannya terdiri daripada komponen berdinding nipis dan melengkung. Kimpalan badan kereta menghadapi masalah kimpalan seperti variasi bahan badan kereta, ketebalan bahagian badan kereta yang berbeza-beza, trajektori kimpalan dan bentuk sambungan yang pelbagai. Di samping itu, kimpalan badan kereta mempunyai keperluan yang tinggi terhadap kualiti kimpalan dan kecekapan kimpalan.
Berdasarkan parameter proses kimpalan yang sesuai, kimpalan laser dapat memastikan kekuatan lesu yang tinggi dan ketahanan hentaman bahagian badan kereta utama semasa mengimpal, sekali gus memastikan kualiti dan jangka hayat kimpalan badan kereta. Teknologi kimpalan laser boleh menyesuaikan diri dengan kimpalan bahagian badan kereta dengan bentuk sambungan yang berbeza, ketebalan yang berbeza dan jenis bahan yang berbeza, memenuhi permintaan untuk fleksibiliti dalam pembuatan badan kereta. Oleh itu, teknologi kimpalan laser merupakan cara teknikal yang penting untuk mencapai pembangunan industri automotif yang berkualiti tinggi.
Proses kimpalan laser untuk badan automotif
Prinsip proses kimpalan gabungan mendalam laser: Apabila ketumpatan kuasa laser mencapai tahap tertentu, permukaan bahan akan mengewap, lalu membentuk lubang kunci. Apabila tekanan wap logam di dalam lubang mencapai keseimbangan dinamik dengan tekanan statik dan ketegangan permukaan cecair di sekelilingnya, laser boleh menyinari melalui lubang kunci ke bahagian bawah lubang, dan dengan pergerakan pancaran laser, kimpalan berterusan akan terbentuk. Dalam proses kimpalan gabungan mendalam laser, tidak perlu menambah fluks tambahan atau pengisi untuk mengimpal bahan bahan kerja itu sendiri menjadi satu.
Jahitan kimpalan yang diperoleh melalui kimpalan gabungan laser dalam secara amnya licin dan lurus dengan sedikit ubah bentuk, yang kondusif untuk meningkatkan ketepatan pembuatan badan kereta. Kekuatan tegangan kimpalan adalah tinggi, yang memastikan kualiti kimpalan badan kereta. Kelajuan kimpalan adalah pantas, yang kondusif untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran kimpalan.
Dalam proses kimpalan badan kereta, penggunaan proses kimpalan gabungan laser dalam dapat mengurangkan bilangan bahagian, acuan dan perkakas kimpalan dengan ketara, sekali gus mengurangkan berat mati badan dan kos pengeluaran. Walau bagaimanapun, proses kimpalan gabungan laser dalam kurang bertolak ansur dengan jurang pemasangan bahagian yang hendak dikimpal, dan jurang pemasangan perlu dikawal antara 0.05 dan 2 mm. Jika jurang pemasangan terlalu besar, kecacatan kimpalan seperti keliangan akan berlaku.
Kajian semasa menunjukkan bahawa dalam kimpalan badan kereta dengan bahan yang sama, dengan mengoptimumkan parameter proses kimpalan gabungan mendalam laser, adalah mungkin untuk mendapatkan kimpalan dengan pembentukan permukaan yang baik, kecacatan dalaman yang lebih sedikit dan sifat mekanikal yang sangat baik. Sifat mekanikal kimpalan yang sangat baik dapat memenuhi keperluan penggunaan komponen kimpalan badan kereta. Walau bagaimanapun, dalam kimpalan badan kereta, aloi aluminium-keluli sebagai wakil proses kimpalan gabungan mendalam laser logam heterogen tidak matang, walaupun dengan menambah lapisan peralihan dapat memperoleh prestasi kimpalan yang sangat baik, tetapi bahan lapisan peralihan yang berbeza pada mekanisme pengaruh lapisan IMC dan kesannya terhadap struktur mikro mekanisme kimpalan tidak jelas, memerlukan kajian mendalam selanjutnya.
Proses Kimpalan Pengisian Wayar Laser Badan Auto
Proses kimpalan pengisi laser adalah berdasarkan prinsip berikut: Sambungan yang dikimpal dibentuk dengan mengisi kimpal dengan wayar tertentu atau dengan memasukkan wayar secara serentak semasa proses kimpalan laser. Ini bersamaan dengan memasukkan sejumlah bahan wayar yang hampir homogen ke dalam kolam kimpal semasa kimpalan pelakuran mendalam laser. Gambar rajah di bawah menunjukkan proses kimpalan pengisi laser.
Berbanding dengan kimpalan gabungan laser dalam, kimpalan pengisi laser mempunyai dua kelebihan dalam kimpalan badan kereta: pertama, ia boleh meningkatkan toleransi jurang pemasangan antara bahagian badan kereta yang akan dikimpal dengan ketara dan menyelesaikan masalah keperluan jurang serong yang tinggi untuk kimpalan gabungan laser dalam; kedua, ia boleh meningkatkan taburan tisu di kawasan kimpalan dengan menggunakan wayar dengan kandungan komposisi yang berbeza, dan kemudian mengawal selia prestasi kimpalan.
Dalam proses pembuatan badan kereta, proses kimpalan pengisi laser digunakan terutamanya untuk mengimpal bahagian badan aloi aluminium dan keluli. Terutamanya dalam proses kimpalan bahagian aloi aluminium badan kereta, tegangan permukaan kolam lebur adalah kecil, yang boleh menyebabkan keruntuhan kolam lebur dengan mudah, manakala proses kimpalan pengisi laser dapat menyelesaikan masalah keruntuhan kolam lebur dengan lebih baik melalui pencairan wayar dalam proses kimpalan laser.
Proses pematerian laser badan automotif
Proses pematrian laser adalah berdasarkan prinsip berikut: Menggunakan laser sebagai sumber haba, pancaran laser difokuskan dan disinari ke permukaan dawai, dawai cair, dawai cair menitis ke bawah dan mengisi bahan kerja yang akan dikimpal, dan kesan metalurgi seperti peleburan dan resapan berlaku antara bahan pematrian dan bahan kerja, sekali gus menyambungkan bahan kerja. Tidak seperti proses kimpalan pengisi laser, proses pematrian laser hanya mencairkan dawai dan bukan bahan kerja yang akan dikimpal. Pematrian laser mempunyai kestabilan kimpalan yang baik, tetapi kekuatan tegangan kimpalan yang terhasil adalah rendah. Rajah 3 menunjukkan aplikasi proses pematrian laser dalam kimpalan penutup ruang bagasi automotif.
Dalam proses kimpalan badan kereta, proses pematrian laser digunakan terutamanya untuk mengimpal bahagian badan yang tidak memerlukan kekuatan sambungan yang tinggi, seperti kimpalan antara penutup atas dan sisi, kimpalan antara bahagian atas dan bawah penutup ruang bagasi, dan sebagainya. Penutup atas VW, Audi dan model sederhana dan mewah yang lain semuanya menggunakan proses pematrian laser.
Kecacatan utama pada sambungan pateri laser badan kereta termasuk pengeriting tepi, keliangan, ubah bentuk kimpalan, dan sebagainya, dan kecacatan tersebut boleh diatasi dengan ketara dengan mengawal parameter proses dan menggunakan proses pateri laser berbilang fokus.
Proses kimpalan komposit arka laser badan automotif
Prinsip proses kimpalan komposit arka laser adalah seperti berikut: dua sumber haba, laser dan arka, digunakan untuk bertindak serentak pada permukaan benda kerja yang hendak dikimpal, dan benda kerja dicairkan dan dipejalkan untuk membentuk jahitan kimpal. Gambar rajah di bawah menunjukkan proses kimpalan arka laser.
Kimpalan komposit arka laser menggabungkan kelebihan kimpalan laser dan kimpalan arka: pertama, di bawah tindakan sumber haba berganda, kelajuan kimpalan boleh ditingkatkan, input haba menjadi lebih kecil, ubah bentuk kimpalan adalah kecil, mengekalkan ciri-ciri kimpalan laser; kedua, keupayaan merapatkan yang lebih baik, toleransi jurang pemasangan adalah lebih besar; ketiga, kelajuan pemejalan kolam cair menjadi lebih perlahan, yang kondusif untuk penghapusan liang, retakan dan kecacatan kimpalan lain, meningkatkan organisasi dan prestasi zon yang terjejas haba. Keempat, disebabkan oleh arka, ia dapat mengimpal bahan dengan pantulan tinggi dan kekonduksian terma yang tinggi, dengan pelbagai bahan yang digunakan.
Dalam proses pembuatan badan kereta, proses kimpalan komposit arka laser terutamanya mengimpal komponen aloi aluminium badan dan logam aloi aluminium keluli yang berbeza, untuk jurang pemasangan bahagian yang lebih besar daripada kimpalan, seperti bahagian pintu kereta di lokasi kimpalan, ini kerana jurang pemasangan kondusif untuk prestasi penyambungan kimpalan komposit arka laser. Di samping itu, teknologi kimpalan komposit arka laser-MIG juga digunakan pada kedudukan rasuk bumbung sisi badan Audi.
Dalam proses kimpalan badan auto, kimpalan komposit arka laser mempunyai kelebihan toleransi jurang yang besar berbanding kimpalan laser tunggal, walau bagaimanapun, kimpalan komposit arka laser memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap kedudukan relatif laser dan arka, parameter kimpalan laser, parameter arka dan faktor lain. Tingkah laku pemindahan haba dan jisim proses kimpalan arka laser adalah kompleks, terutamanya pengawalaturan tenaga kimpalan bahan heterogen dan mekanisme ketebalan IMC dan pengawalaturan tisu masih tidak jelas dan memerlukan pengukuhan penyelidikan selanjutnya.
Proses kimpalan laser badan automotif yang lain
Kimpalan gabungan laser dalam, kimpalan pengisi laser, pateri laser dan kimpalan komposit arka laser serta proses kimpalan lain mempunyai teori yang lebih matang dan pelbagai aplikasi praktikal. Memandangkan keperluan industri automotif untuk kecekapan kimpalan badan meningkat dan permintaan untuk kimpalan bahan yang berbeza dalam pembuatan ringan meningkat, kimpalan titik laser, kimpalan ayunan laser, kimpalan pancaran berbilang laser dan kimpalan penerbangan laser telah mendapat perhatian.
Proses kimpalan titik laser
Kimpalan titik laser merupakan teknologi kimpalan laser termaju dengan kelebihan cemerlang iaitu kelajuan kimpalan yang pantas dan ketepatan kimpalan yang tinggi. Prinsip asas kimpalan titik laser adalah untuk memfokuskan pancaran laser pada titik pada bahagian yang hendak dikimpal, supaya logam pada titik tersebut cair serta-merta, dan dengan melaraskan ketumpatan laser untuk mencapai kesan kimpalan konduksi haba atau kimpalan pelakuran dalam, apabila pancaran laser berhenti berfungsi, logam cecair akan refluks, memejal dan membentuk sambungan.
Terdapat dua bentuk utama kimpalan titik laser: kimpalan titik laser berdenyut dan kimpalan titik laser berterusan. Pancaran laser dalam kimpalan titik laser berdenyut mempunyai tenaga puncak yang tinggi, tetapi masa tindakannya pendek, dan biasanya digunakan untuk kimpalan logam ringan seperti aloi magnesium dan aloi aluminium. Dalam kimpalan titik laser berterusan, pancaran laser mempunyai kuasa purata yang tinggi dan masa tindakan laser yang panjang, dan kebanyakannya digunakan untuk kimpalan keluli.
Dalam kimpalan badan kereta, berbanding kimpalan titik rintangan, kimpalan titik laser mempunyai kelebihan trajektori kimpalan titik tanpa sentuhan dan direka bentuk sendiri, yang dapat memenuhi permintaan untuk kimpalan berkualiti tinggi di bawah jurang pusingan bahan badan kereta yang berbeza.
Proses kimpalan ayunan laser
Kimpalan ayunan laser merupakan teknologi kimpalan laser baharu yang telah dicadangkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini dan telah mendapat perhatian meluas. Prinsip teknologi ini adalah untuk mencapai ayunan pancaran laser yang pantas, teratur dan kecil dengan mengintegrasikan cermin berayun ke dalam kepala kimpalan laser, sekali gus mencapai kesan mengacau pancaran sambil bergerak ke hadapan semasa kimpalan laser.
Trajektori ayunan utama dalam proses kimpalan ayunan laser termasuk: ayunan melintang, ayunan membujur, ayunan bulat dan ayunan tak terhingga. Proses kimpalan ayunan laser mempunyai kelebihan yang ketara dalam kimpalan badan kereta, kerana keadaan aliran kolam leburan berubah dengan ketara oleh ayunan pancaran laser, jadi proses ini dapat menghapuskan kecacatan yang tidak terlakur, mencapai penghalusan butiran dan menyekat keliangan dalam kimpalan bahan badan kereta yang sama, dan memperbaiki masalah pencampuran bahan yang berbeza yang tidak mencukupi dan sifat mekanikal jahitan kimpalan yang lemah dalam kimpalan bahan badan kereta yang berbeza.
Proses kimpalan pancaran berbilang laser
Pada masa ini, laser gentian boleh digunakan untuk membahagikan pancaran laser tunggal kepada berbilang pancaran laser menggunakan modul pemisah pancaran yang dipasang di kepala kimpalan. Kimpalan pancaran berbilang laser adalah bersamaan dengan menggunakan pelbagai sumber haba dalam proses kimpalan. Dengan melaraskan taburan tenaga pancaran, pancaran yang berbeza boleh mencapai fungsi yang berbeza, seperti: pancaran dengan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi ialah pancaran utama, yang bertanggungjawab untuk kimpalan leburan dalam; sub-pancaran dengan ketumpatan tenaga yang lebih rendah boleh membersihkan dan memanaskan permukaan bahan dan meningkatkan penyerapan tenaga pancaran laser oleh bahan.
Proses kimpalan pancaran berbilang laser boleh meningkatkan sifat penyejatan wap zink dan sifat dinamik kolam leburan semasa kimpalan kepingan keluli tergalvani, memperbaiki masalah percikan dan meningkatkan kekuatan tegangan jahitan kimpalan.
Proses kimpalan penerbangan laser
Teknologi kimpalan penerbangan laser ialah teknologi kimpalan laser baharu dengan kecekapan kimpalan yang tinggi dan reka bentuk autonomi trajektori kimpalan. Prinsip asas kimpalan penerbangan laser ialah apabila pancaran laser mengenai cermin X dan Y cermin imbasan, sudut cermin dikawal melalui pengaturcaraan autonomi untuk mencapai pesongan pancaran laser pada sebarang sudut.
Secara tradisinya, kimpalan laser badan kereta bergantung terutamanya pada robot kimpalan untuk memacu kepala kimpalan laser bagi gerakan segerak bagi mencapai kesan kimpalan. Walau bagaimanapun, gerakan salingan berulang robot kimpalan mengehadkan kecekapan kimpalan badan kereta disebabkan oleh bilangan kimpalan yang banyak dan panjang kimpalan. Sebaliknya, kimpalan penerbangan laser boleh dicapai dalam julat tertentu hanya dengan melaraskan sudut pemantul. Oleh itu, teknologi kimpalan penerbangan laser boleh meningkatkan kecekapan kimpalan dengan ketara dan mempunyai prospek aplikasi yang luas.
Ringkasan
Dengan perkembangan industri automotif, masa depan teknologi kimpalan badan akan terus berkembang dalam kedua-dua proses kimpalan dan teknologi pintar.
Badan kereta, terutamanya badan kenderaan tenaga baharu, sedang berkembang ke arah yang ringan. Aloi ringan, bahan komposit dan bahan heterogen akan digunakan secara lebih meluas dalam badan kereta, proses kimpalan laser konvensional sukar untuk memenuhi keperluan kimpalannya, jadi proses kimpalan yang berkualiti tinggi dan cekap akan menjadi trend pembangunan masa hadapan.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, proses kimpalan laser yang baru muncul, seperti kimpalan ayunan laser, kimpalan pancaran berbilang laser, kimpalan penerbangan laser, dan sebagainya, telah menjadi kajian teori awal dan penerokaan proses dalam kualiti kimpalan dan kecekapan kimpalan. Masa depan perlu menjadi proses kimpalan laser yang baru muncul dan bahan ringan badan kereta, kimpalan bahan heterogen dan senario lain yang digabungkan rapat, reka bentuk trajektori ayunan pancaran laser, mekanisme tindakan tenaga pancaran berbilang laser dan peningkatan kecekapan kimpalan penerbangan dan aspek penyelidikan mendalam lain untuk meneroka proses kimpalan badan kereta ringan yang matang.
Teknologi kimpalan laser badan kereta sedang disepadukan secara mendalam dengan teknologi pintar, pengesanan masa nyata status kimpalan laser badan kereta dan kawalan maklum balas parameter proses memainkan peranan penting dalam kualiti kimpalan. Teknologi kimpalan laser pintar semasa kebanyakannya digunakan untuk perancangan dan pengesanan trajektori pra-kimpalan dan pemeriksaan kualiti pasca-kimpalan. Penyelidikan domestik dan asing dalam pengesanan kecacatan kimpalan dan pengawalaturan parameter adaptif masih di peringkat awal, dan teknologi kawalan adaptif parameter proses kimpalan laser belum digunakan dalam pembuatan badan kereta.
Oleh itu, untuk aplikasi teknologi kimpalan laser dalam ciri-ciri proses kimpalan badan auto, masa depan harus dibangunkan dengan sistem pengesan pintar kimpalan laser teras berbilang sensor termaju dan sistem kawalan robot kimpalan berketepatan tinggi berkelajuan tinggi untuk memastikan teknologi pintar kimpalan laser dalam masa nyata dan ketepatan setiap pautan, melalui pautan "perancangan trajektori pra-kimpalan - parameter kimpalan kawalan adaptif pemeriksaan kualiti pasca kimpalan dalam talian", untuk memastikan pemprosesan yang berkualiti tinggi dan cekap.
Syarikat automasi laser Maven menumpukan pada industri laser selama 14 tahun, kami pakar dalam kimpalan laser, kami mempunyai mesin kimpalan laser lengan robot, mesin kimpalan Laser automatik meja, mesin kimpalan Laser pegang tangan, di samping itu, kami juga mempunyai mesin kimpalan laser, mesin pemotong laser dan mesin ukiran penandaan laser, kami mempunyai banyak kes penyelesaian kimpalan laser, jika anda berminat, anda sentiasa boleh menghubungi kami.
Masa siaran: 9 Dis-2022
