Som bärare av andra delar av bilen bestämmer bilkroppens tillverkningsteknik direkt bilens totala tillverkningskvalitet. I processen med biltillverkning är svetsning en viktig produktionsprocess. De svetstekniker som för närvarande används för autokroppssvetsning inkluderar främst motståndspunktsvetsning, smält inert gas skärmsvetsning (MIG-svetsning) och smält aktiv gas skärmad bågsvetsning (MAG-svetsning) samt lasersvetsning.
Som en avancerad svetsteknik med optisk-mekanisk integration, har lasersvetsteknik fördelarna med hög energitäthet, snabb svetshastighet, låg svetsspänning och deformation och god flexibilitet jämfört med den traditionella fordonssvetstekniken.
Bilens karossstruktur är komplex och karossdelarna är huvudsakligen tunnväggiga och böjda komponenter. Autokroppssvetsning möter svetssvårigheter såsom variationer i karossmaterial, varierande tjocklek på kroppsdelar, olika svetsbanor och fogformer. Dessutom ställer svetsning av fordonskaross höga krav på svetskvalitet och svetseffektivitet.
Baserat på lämpliga svetsprocessparametrar kan lasersvetsning säkerställa hög utmattningshållfasthet och slagseghet hos viktiga karossdelar vid svetsning, vilket säkerställer kvaliteten och livslängden för karossvetsning. Lasersvetsteknik kan anpassas till svetsning av bilkarossdelar med olika fogformer, olika tjocklekar och olika materialtyper, vilket möter kraven på flexibilitet vid biltillverkning. Därför är lasersvetsteknik ett viktigt tekniskt medel för att uppnå högkvalitativ utveckling av fordonsindustrin.
Lasersvetsprocess för bilkarosserier
Lasersvetsprocessprincip för djupsvetsning: När laserns effekttäthet når en viss nivå förångas materialytan och bildar ett nyckelhål. När metallångtrycket inuti hålet når dynamisk jämvikt med det statiska trycket och ytspänningen hos den omgivande vätskan, kan lasern stråla genom nyckelhålet till botten av hålet, och med laserstrålens rörelse blir en kontinuerlig svetsning bildas. I djupsvetsningsprocessen med laser finns det inget behov av att lägga till extra flussmedel eller fyllmedel för att svetsa samman arbetsstyckets eget material.
Svetssömmen som erhålls genom djupsvetsning med laser är generellt jämn och rak med liten deformation, vilket bidrar till att förbättra tillverkningsnoggrannheten hos bilkarosser. Svetsens draghållfasthet är hög, vilket säkerställer autokroppens svetskvalitet. Svetshastigheten är hög, vilket bidrar till att förbättra effektiviteten i svetsproduktionen.
I autokroppssvetsprocessen kan användningen av lasersvetsningsprocess avsevärt minska antalet delar, formar och svetsverktyg, vilket minskar kroppens egenvikt och produktionskostnaderna. Emellertid är lasersvetsningsprocessen mindre tolerant mot monteringsgapet för de delar som ska svetsas, och monteringsgapet måste kontrolleras mellan 0,05 och 2 mm. Om monteringsgapet är för stort uppstår svetsfel som porositet.
Aktuell forskning visar att i autokroppssvetsning av samma material, genom att optimera processparametrarna för djupsvetsning med laser, är det möjligt att erhålla en svets med god ytbildning, färre inre defekter och utmärkta mekaniska egenskaper. De utmärkta mekaniska egenskaperna hos svetsen kan uppfylla användningskraven för de svetsade autokroppskomponenterna. Vid svetsning av autokroppar är aluminiumlegerat stål som representant för den heterogena metalllaserdjupsvetsningsprocessen inte mogen, även om man genom att lägga till ett övergångsskikt kan erhålla utmärkt prestanda hos svetsen, men de olika övergångsskiktsmaterialen på IMC-lagerpåverkansmekanism och dess effekt på mikrostrukturen hos svetsmekanismen är inte klar, behöver ytterligare djupgående studier.
Auto Body Laser Wire Filling Svetsprocess
Lasersvetsningsprocessen bygger på följande princip: En svetsfog bildas genom att förfylla svetsen med en specifik tråd eller genom att mata tråden samtidigt under lasersvetsprocessen. Detta motsvarar att mata in en ungefär homogen mängd trådmaterial i svetsbadet under laserdjupsvetsning. Diagrammet nedan visar lasersvetsningsprocessen.
Jämfört med djupsvetsning med laser har lasersvetsning två fördelar vid svetsning av autokarosser: för det första kan det avsevärt förbättra toleransen för monteringsgapet mellan karossdelar som ska svetsas och lösa problemet med höga krav på avfasningsgap för djupsvetsning med laser ; för det andra kan den förbättra vävnadsfördelningen i svetsområdet genom att använda trådar med olika sammansättningsinnehåll och sedan reglera svetsprestandan.
I processen för biltillverkning används lasersvetsningsprocess huvudsakligen för att svetsa aluminiumlegeringar och ståldelar av kroppen. Speciellt i svetsprocessen av aluminiumlegeringsdelar av bilkarosser är ytspänningen hos den smälta poolen liten, vilket lätt kan leda till att den smälta poolen kollapsar, medan lasersvetsningsprocessen bättre kan lösa problemet med smält poolkollaps genom smältning av tråden i lasersvetsprocessen.
Laserlödningsprocess för fordonskaross
Laserlödningsprocessen är baserad på följande princip: Med hjälp av en laser som värmekälla fokuseras laserstrålen och bestrålas på ytan av tråden, tråden smälter, den smälta tråden droppar ner och fyller arbetsstycket som ska svetsas, och metallurgiska effekter såsom smältning och diffusion inträffar mellan hårdlödningsmaterialet och arbetsstycket, varigenom arbetsstycket förenas. Till skillnad från lasersvetsningsprocessen smälter laserlödningsprocessen bara tråden och inte arbetsstycket som ska svetsas. Laserlödning har god svetsstabilitet, men draghållfastheten hos den resulterande svetsen är låg. Figur 3 visar tillämpningen av laserlödningsprocessen vid svetsning av bagagerumsskydd för bilar
I processen för autokroppssvetsning används laserlödningsprocess huvudsakligen för att svetsa kroppsdelar som inte kräver hög foghållfasthet, såsom svetsningen mellan topplocket och sidoomgivningarna, svetsningen mellan den övre och nedre delen av bagaget kupékåpa, etc. Topplocket på VW, Audi och andra medelstora och avancerade modeller använder alla laserlödningsprocesser.
De huvudsakliga defekterna i laserlödda fogar på bilkarosser inkluderar kantgnagning, porositet, svetsdeformation, etc., och defekterna kan avsevärt undertryckas genom att reglera processparametrarna och använda laserlödningsprocessen med flera fokus.
Laserbågssvetsningsprocess för fordonskaross
Principen för laserbågssvetsningsprocessen är som följer: två värmekällor, laser och båge, används för att samtidigt verka på ytan av arbetsstycket som ska svetsas, och arbetsstycket smälts och stelnar för att bilda en svetssöm. Diagrammet nedan visar laserbågsvetsningsprocessen.
Laserbågskompositsvetsning kombinerar fördelarna med lasersvetsning och bågsvetsning: för det första, under inverkan av dubbla värmekällor, kan svetshastigheten ökas, värmetillförseln blir mindre, svetsdeformationen är liten, vilket bibehåller egenskaperna hos lasersvetsning ; för det andra, bättre överbryggningsförmåga, toleransen för monteringsgapet är större; för det tredje blir stelningshastigheten för den smälta poolen långsammare, vilket bidrar till att eliminera porer, sprickor och andra svetsdefekter, förbättra organisationen och prestanda för den värmepåverkade zonen. För det fjärde, på grund av bågen, kan den svetsa material med hög reflektivitet och hög värmeledningsförmåga, med ett bredare utbud av applicerade material.
I bilkarosstillverkningsprocessen är laser-bågkompositsvetsprocess huvudsakligen svetsning av kroppskomponenter av aluminiumlegering och aluminiumlegering - stål som skiljer sig från metaller, för monteringsgapet för de större delarna av svetsningen, till exempel bildörrsdelen av platsen för svetsningen beror detta på att monteringsgapet bidrar till överbryggningsprestanda för laser-bågekompositsvetsning. Dessutom tillämpas laser-MIG bågsvetstekniken på sidotaksbalken på Audi-karossen.
I autokroppssvetsningsprocessen har laserbågskompositsvetsning fördelen med stor spalttolerans jämfört med enkellasersvetsning, men laserbågssvetsning kräver omfattande överväganden av laserns och bågens relativa position, lasersvetsparametrar, båge parametrar och andra faktorer. Värme- och massöverföringsbeteendet för laserbågsvetsningsprocessen är komplext, särskilt energiregleringen av svetsning av heterogena material och mekanismen för IMC-tjocklek och vävnadsreglering är fortfarande oklar och kräver ytterligare förstärkning av forskningen.
Andra lasersvetsningsprocesser för fordonskarosser
Lasersvetsning, lasersvetsning, laserlödning och laserbågskompositsvetsning och andra svetsprocesser har en mer mogen teori och ett brett utbud av praktiska tillämpningar. När fordonsindustrins krav på kroppssvetseffektivitet ökar och efterfrågan på svetsning av olika material i lättviktstillverkning ökar, har laserpunktsvetsning, laseroscillationssvetsning, multilaserstrålesvetsning och laserflygsvetsning fått uppmärksamhet.
Laserpunktsvetsningsprocess
Laserpunktsvetsning är en avancerad lasersvetsteknik med enastående fördelar av snabb svetshastighet och hög svetsnoggrannhet. Den grundläggande principen för laserpunktsvetsning är att fokusera laserstrålen på en punkt på delen som ska svetsas, så att metallen vid den punkten smälter omedelbart, och genom att justera laserdensiteten för att uppnå värmeledningssvetsning eller djupsvetsningseffekt, när laserstrålen slutar fungera återloppskokar den flytande metallen, stelnar och bildar en fog.
Det finns två huvudformer av laserpunktsvetsning: pulsad laserpunktsvetsning och kontinuerlig laserpunktsvetsning. Laserstrålen vid pulsad laserpunktsvetsning har en hög toppenergi, men verkanstiden är kort och används vanligtvis för svetsning av lättmetaller som magnesiumlegeringar och aluminiumlegeringar. Vid kontinuerlig laserpunktsvetsning har laserstrålen hög medeleffekt och lång laserverkanstid och används mest för svetsning av stål.
I autokroppssvetsning, jämfört med motståndspunktsvetsning, har laserpunktsvetsning fördelarna med en beröringsfri och egendesignad punktsvetsbana, som kan möta efterfrågan på högkvalitativ svetsning under olika varvluckor i autokroppsmaterial.
Lasersvetsningsprocess
Laseroscillationssvetsning är en ny lasersvetsteknik som har föreslagits de senaste åren och fått stor uppmärksamhet. Principen för denna teknik är att uppnå en snabb, ordnad och liten svängning av laserstrålen genom att integrera en oscillerande spegel i lasersvetshuvudet, och på så sätt uppnå effekten av att omröra strålen medan den rör sig framåt under lasersvetsning.
De huvudsakliga oscillationsbanorna i laseroscillationssvetsprocessen inkluderar: transversell oscillation, longitudinell oscillation, cirkulär oscillation och oändlig oscillation. Laseroscillationssvetsningsprocessen har betydande fördelar vid autokroppssvetsning, eftersom smältbassängens flödestillstånd ändras avsevärt av laserstrålens oscillation, så att processen kan eliminera oförmälta defekter, uppnå kornförfining och undertrycka porositet vid svetsning av samma karossmaterial och förbättra problemen med otillräcklig blandning av olika material och dåliga mekaniska egenskaper hos svetssömmen vid svetsning av olika karossmaterial.
Svetsprocess med flera laserstrålar
För närvarande kan fiberlasrar användas för att dela en enda laserstråle i flera laserstrålar med hjälp av en stråldelningsmodul installerad i svetshuvudet. Multilaserstrålesvetsning är likvärdigt med att applicera flera värmekällor i svetsprocessen. Genom att justera strålens energifördelning kan olika strålar uppnå olika funktioner, såsom: strålen med högre energitäthet är huvudstrålen, ansvarig för djupsvetsning; delstrålen med lägre energitäthet kan rengöra och förvärma materialytan och öka absorptionen av laserstråleenergi av materialet.
Multilaserstrålesvetsningsprocessen kan förbättra förångningsbeteendet hos zinkånga och det dynamiska beteendet hos smältbassängen under svetsning av galvaniserade stålplåtar, förbättra stänkproblemet och förbättra svetsfogens draghållfasthet.
Laserflygsvetsprocess
Laserflygsvetsteknik är en ny lasersvetsteknik med hög svetseffektivitet och autonom design av svetsbanan. Den grundläggande principen för laserflygsvetsning är att när laserstrålen infaller på X- och Y-speglarna i avsökningsspegeln, styrs spegelns vinkel genom autonom programmering för att uppnå avböjning av laserstrålen i vilken vinkel som helst.
Traditionellt förlitar sig lasersvetsning av autokropp huvudsakligen på att svetsroboten driver lasersvetshuvudet för synkron rörelse för att uppnå svetseffekten. Emellertid begränsar svetsrobotens upprepade fram- och återgående rörelse effektiviteten av autokroppssvetsning på grund av det stora antalet svetsar och svetsarnas långa längd. Däremot kan laserflygsvetsning uppnås inom ett visst område genom att helt enkelt justera reflektorns vinkel. Därför kan laserflygsvetsteknik förbättra svetseffektiviteten avsevärt och har en bred tillämpningsutsikt.
Sammanfattning
Med utvecklingen av fordonsindustrin kommer framtiden för kroppssvetsteknik att fortsätta att utvecklas både inom svetsprocessen och intelligent teknik.
Bilkarossen, särskilt den nya energifordonskarossen, utvecklas i riktning mot låg vikt. Lättviktslegeringar, kompositmaterial och heterogena material kommer att användas mer allmänt i bilkarosser, konventionell lasersvetsprocess är svår att uppfylla sina svetskrav, så hög kvalitet och effektiv svetsprocess kommer att bli den framtida utvecklingstrenden.
Under de senaste åren har den framväxande lasersvetsningsprocessen, såsom lasersvingsvetsning, multilaserstrålesvetsning, laserflygsvetsning, etc., varit i svetskvaliteten och svetseffektiviteten i den initiala teoretiska forskningen och processutforskningen. Framtiden måste vara den framväxande lasersvetsprocessen och lättviktsmaterial för fordon, svetsning av heterogena material och andra scenarier nära kombinerade, designen av laserstrålens svängningsbana, energiverkansmekanismen för flera laserstrålar och förbättring av flygsvetseffektiviteten och andra aspekter av in- djupgående forskning för att utforska en mogen lättviktssvetsningsprocess för fordon.
Lasersvetsteknik för autokroppar integreras djupt med intelligent teknologi, realtidsavkänning av autokropplasersvetsstatus och återkopplingskontroll av processparametrar har en avgörande roll för svetskvaliteten. Den nuvarande intelligenta lasersvetstekniken används mest för planering av bana före svetsning och spårning och kvalitetsinspektion efter svetsning. Inhemsk och utländsk forskning om upptäckt av svetsdefekter och adaptiv reglering av parametrar är fortfarande i sin linda, och lasersvetsprocessparametrar adaptiv styrteknik har inte tillämpats i biltillverkning.
Därför, för tillämpningen av lasersvetsteknik i egenskaperna hos autokroppssvetsprocessen, bör framtiden utvecklas med avancerad multisensorkärnlasersvetsning av intelligent avkänningssystem och höghastighetssvetsrobotkontrollsystem för att säkerställa att lasersvetsningen intelligent teknik i realtid och noggrannhet för varje länk, genom "pre-svets bana planering - svetsparametrar adaptiv kontroll post-svetskvalitet online Inspection" länk, för att säkerställa hög kvalitet och effektiv bearbetning.
Maven laserautomationsföretag fokuserar på laserindustrin i 14 år, vi är specialiserade på lasersvetsning, vi har lasersvetsmaskin med robotarm, bordautomatisk lasersvetsmaskin, handhållen lasersvetsmaskin, dessutom har vi även lasersvetsmaskin, laserskärmaskin och lasermarkeringsgraveringsmaskin, vi har många lasersvetslösningsfall, om du är intresserad kan du alltid kontakta oss.
Posttid: 2022-09-09
