Λόγω των πλεονεκτημάτων της υψηλής πυκνότητας ενέργειας, της βαθιάς διείσδυσης, της υψηλής ακρίβειας και της ισχυρής προσαρμοστικότητας, η συγκόλληση με λέιζερ εκτιμήθηκε ευρέως στους τομείς της αεροδιαστημικής, των μηχανημάτων, της ηλεκτρονικής, της αυτοκινητοβιομηχανίας, της ναυπηγικής και της πυρηνικής ενέργειας. Ειδικά στην αυτοκινητοβιομηχανία, η συγκόλληση με λέιζερ έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως τόσο στη συναρμολόγηση του αμαξώματος όσο και στην παραγωγή αυτοκινήτων.
Λόγω των πλεονεκτημάτων της όπως η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, η βαθιά διείσδυση, η υψηλή ακρίβεια και η ισχυρή προσαρμοστικότητα, η συγκόλληση με λέιζερ εκτιμήθηκε ευρέως στους τομείς της αεροδιαστημικής, των μηχανημάτων, της ηλεκτρονικής, της αυτοκινητοβιομηχανίας, της ναυπηγικής και της πυρηνικής ενέργειας. Ειδικά στην αυτοκινητοβιομηχανία, η συγκόλληση με λέιζερ έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως τόσο στη συναρμολόγηση του αμαξώματος όσο και στην παραγωγή αυτοκινήτων. Σύμφωνα με τις σχετικές στατιστικές, το 50% έως 70% των εξαρτημάτων αυτοκινήτων σε αναπτυγμένες ευρωπαϊκές και αμερικανικές βιομηχανικές χώρες ολοκληρώνεται με την επεξεργασία λέιζερ. Μεταξύ αυτών, χρησιμοποιούνται κυρίως συγκόλληση με λέιζερ και κοπή. Η συγκόλληση με λέιζερ έχει γίνει μια τυπική διαδικασία στην παραγωγή αυτοκινήτων.
Τεχνολογία εφαρμογής συγκόλλησης με λέιζερ
1.Laser τεχνολογία συγκόλλησης για το σώμα του αυτοκινήτου
Το σώμα του αυτοκινήτου είναι μια τυπική λεπτή πλάκα και κέλυφος. Είναι φτιαγμένο από λεπτό χαλύβδινο έλασμα υψηλής αντοχής χαμηλής σύνθεσης με σφράγιση, κοπή και διαμόρφωση σε κάλυμμα και συναρμολογείται με συγκόλληση. Ο αριθμός των σημείων συγκόλλησης στο συγκρότημα του σώματος μπορεί να φτάσει αρκετές χιλιάδες. Η παραδοσιακή συγκόλληση χρησιμοποιεί τη διαδικασία συγκόλλησης σημείου αντίστασης. Η διαδικασία συγκόλλησης σημείου αντίστασης χρησιμοποιεί δύο ηλεκτρόδια για να συμπιέσει το τεμάχιο εργασίας από δύο κατευθύνσεις, να συμπιέσει και να ενεργοποιήσει τα δύο τμήματα περιτύλιξης για να σχηματίσει μια ένωση συγκόλλησης μεταξύ των επιφανειών επαφής και να συγκολλήσει τα τεμάχια μαζί. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις συγκόλλησης και σχήματος, πρέπει να διατηρηθεί ένα ορισμένο διάστημα μεταξύ των αρμών συγκόλλησης. Κατά τη συγκόλληση σημείου, οι λαβίδες συγκόλλησης συγκολλούνται κάτω από την άκρη του τεμαχίου και το πλάτος της φλάντζας πρέπει να είναι 16 mm. ενώ η συγκόλληση με λέιζερ είναι μονόπλευρη συγκόλληση, το πλάτος της φλάντζας είναι μόνο 5mm. Η αλλαγή σημειακής συγκόλλησης στη συγκόλληση με λέιζερ μπορεί να εξοικονομήσει 40 κιλά χάλυβα ανά αυτοκίνητο.
Οι στενές και βαθιές συγκολλήσεις που σχηματίζονται από τη συγκόλληση με λέιζερ εισχωρούν εύκολα στο τεμάχιο εργασίας. Δεν υπάρχει μηχανική επαφή μεταξύ της κεφαλής λέιζερ και των εξαρτημάτων προς συγκόλληση και δεν υφίσταται μηχανική καταπόνηση επεξεργασίας. Η αντοχή εφελκυσμού και η κόπωση της ραφής συγκόλλησης με λέιζερ είναι ισοδύναμες με εκείνες του βασικού υλικού και πληρούν τις απαιτήσεις της ικανότητας φέρουσας ικανότητας. Αυτό μπορεί να μειώσει το πάχος του συστατικού υλικού και να μειώσει το σωματικό βάρος. Ταυτόχρονα, επειδή η συγκόλληση με λέιζερ ελέγχεται από υπολογιστή, έχει μεγάλη ευελιξία και ευελιξία και μπορεί να συγκολλήσει πόρτα, διαφράγματα, γρανάζια, πίνακες οργάνων με ειδικά σχήματα. Σε συνδυασμό με συστήματα μετάδοσης οπτικών ινών και ρομπότ, μπορείτε να αυτοματοποιήσετε τις γραμμές συναρμολόγησης αυτοκινήτων.
2.Laer τεχνολογία προσαρμογής
Η τεχνολογία συγκόλλησης με λέιζερ είναι ένα από τα πιο επιτυχημένα και προφανή οφέλη της συγκόλλησης με λέιζερ στην αυτοκινητοβιομηχανία. Όταν η αυτοκινητοβιομηχανία εφάρμοσε για πρώτη φορά συγκολλημένες πλάκες, επρόκειτο κυρίως για την επίλυση του προβλήματος του ανεπαρκούς πλάτους της χαλύβδινης πλάκας που έλασης από το μηχάνημα ελασματοποίησης και για την ικανοποίηση των απαιτήσεων της αυτοκινητοβιομηχανίας για πλατιές πλάκες μέσω τεχνολογίας συγκόλλησης. Με την εξέλιξη της αυτοκινητοβιομηχανίας αναπτύσσονται πλάκες με συγκολλημένες ραφές προς την κατεύθυνση των διαφορικών χοντρών πλακών και χαλύβδινες πλάκες διαφορετικού πάχους μπορούν να συγκολληθούν. Αυτή τη στιγμή, ο σκοπός των αυτοκόλλητων χαλύβδινων πλακών που έχουν συγκολληθεί με ραφή, έχει επιτευχθεί πραγματικά. Η εφεύρεση της τεχνολογίας πλάκας συγκόλλησης με λέιζερ εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στην παραγωγή του Audi 100 το 1985. Η τεχνολογία λέιζερ είναι η επιλογή πλακών χάλυβα με διαφορετικές ποιότητες χάλυβα, τύπους, ποιότητες και πάχη σύμφωνα με τις απαιτήσεις απόδοσης διαφορετικών τμημάτων του σώματος του αυτοκινήτου κατά την κατασκευή του σώματος λέιζερ. Μέσω της κοπής με λέιζερ και της συγκόλλησης, ορισμένα τμήματα του αμαξώματος του αυτοκινήτου, όπως πλευρικά τοιχώματα, πλάκες δαπέδου, εσωτερικές πόρτες, κολώνες κ.λπ. (βλέπε σχήμα 1) συγκολλούνται και στη συνέχεια σφραγίζονται για να μειωθεί το βάρος του αμαξώματος του οχήματος τη δύναμη του αμαξώματος του οχήματος. Αυτή η τεχνική έχει πολλά πλεονεκτήματα:
1) Μείωση του αριθμού των εξαρτημάτων και του εξοπλισμού και των διαδικασιών για μεγάλο αριθμό διαδικασιών σφράγισης. Η συγκόλληση μπορεί να διαμορφωθεί ολοκληρωτικά. Σύμφωνα με τις διαφορετικές απαιτήσεις για την αντοχή των διαφόρων τμημάτων, φύλλα διαφορετικού πάχους συγκολλούνται μεταξύ τους και στη συνέχεια σφραγίζονται εκ νέου. Ταυτόχρονα, η ακρίβεια του σώματος του αυτοκινήτου μπορεί να βελτιωθεί και μπορεί να μειωθεί ένας μεγάλος αριθμός εξοπλισμού επεξεργασίας, διεργασιών και καλουπιών.
2) Μειώστε το βάρος του εξαρτήματος. Λόγω της χρήσης διαφορετικών χαλύβδινων πλακών για συγκόλληση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιστρωμένες χαλύβδινες πλάκες για να αυξηθεί η διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων που είναι εύκολα διαβρωμένα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν λεπτότερες χαλύβδινες πλάκες για μέρη που δεν φέρουν φορτία ή ελαφρά φορτία και χάλυβα υψηλής αντοχής οι πλάκες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εξαρτήματα που φέρουν φορτίο Δεν χρειάζεται πλέον να συγκολλούνται οι ενισχυτικοί ενισχυτές, γεγονός που απλουστεύει σημαντικά τη δομή του αμαξώματος, μειώνοντας έτσι την κατανάλωση χάλυβα και το κόστος παραγωγής, μειώνοντας το σωματικό βάρος και τελικά μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας του αυτοκινήτου.
3) Βελτίωση της δομικής ποιότητας και αξιοπιστίας των εξαρτημάτων. Επειδή χρησιμοποιείται συνεχής συγκόλληση αντί της ασυνεχούς σημειακής συγκόλλησης και συγκόλλησης, βελτιώνεται σημαντικά η ακαμψία, η στερέωση και η ασφάλεια του αμαξώματος του οχήματος.
4) Παρέχει τη δυνατότητα παραγωγής οχημάτων ευρείας ατράκτου. Λόγω περιορισμών της μύλου, δεν είναι δυνατή η παραγωγή χαλύβδινων πλακών που είναι υπερβολικά μεγάλες, και οι ανάγκες για αυτοκίνητα για πλατέες πλάκες καθίστανται όλο και πιο επείγουσες. Η χρήση συγκόλλησης με λέιζερ είναι μια αποτελεσματική και οικονομική διαδικασία. Η συγκόλληση με λέιζερ προσαρμόζει το αυτοκίνητο πιο όμορφα και άνετα.
Βελτιστοποιήστε τη σχεδίαση με βάση την ανάλυση της δομής του αμαξώματος και επιλέξτε μερικές τυπικές πλάκες από χάλυβα για συγκόλληση, οι οποίες μπορούν να βελτιώσουν το ρυθμό χρησιμοποίησης του υλικού, να εξαλείψουν τη δευτερεύουσα διαδικασία επεξεργασίας και να μειώσουν σημαντικά τον αριθμό των καλουπιών. Μετά τη χρήση των συγκολλημένων πάνελ στην πλευρική γραμμή παραγωγής της Toyota Motor Corporation της Ιαπωνίας, ο αριθμός των εξαρτημάτων μειώθηκε κατά 66%, ο αριθμός των καλουπιών μειώθηκε από 20 σε 4 και αυξήθηκε ο βαθμός χρησιμοποίησης των υλικών από 40% έως 65%. Χρησιμοποιώντας συγκόλληση με λέιζερ, ένα αυτοκίνητο μεσαίου μεγέθους μπορεί να χάσει 9 κιλά χωρίς να επηρεάσει τη δύναμή του.
Προς το παρόν, οι μεγάλες αλλοδαπές εταιρίες χάλυβα αναπτύσσουν δυναμικά γραμμές παραγωγής συγκόλλησης προσαρμοσμένες σε λέιζερ. Η ArcelorMittal διαθέτει 35 γραμμές παραγωγής συγκόλλησης με λέιζερ και τα προϊόντα της αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 50% της ευρωπαϊκής αγοράς. Η Solblank της Ιταλίας διαθέτει 14 γραμμές παραγωγής συγκόλλησης προσαρμοσμένες με λέιζερ, ενώ παράλληλα σκοπεύει να εγκαταστήσει 4 στις γραμμές συγκόλλησης προσαρμοσμένες με λέιζερ Ηνωμένου Βασιλείου και Ηνωμένων Πολιτειών. Η ThyssenKrupp έχει δημιουργήσει κοινές επιχειρήσεις προσαρμοσμένες σε λέιζερ στην Ινδονησία και τις Ηνωμένες Πολιτείες (Ντιτρόιτ). Η British Steel έχει δημιουργήσει ένα εξειδικευμένο κέντρο (εταιρεία) που μπορεί να προσφέρει εξειδικευμένα κενά στις αυτοκινητοβιομηχανίες. οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία και οι δύο έχουν ιδρύσει παρόμοιες εταιρείες. Επί του παρόντος, τα τυποποιημένα κενά που παράγονται στη Δυτική Ευρώπη αντιπροσωπεύουν το 70% της παγκόσμιας παραγωγής, το 20% που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες και το 10% στην Ιαπωνία.