Si bartës i pjesëve të tjera të makinës, teknologjia e prodhimit të karrocerisë përcakton drejtpërdrejt cilësinë e përgjithshme të prodhimit të makinës. Në procesin e prodhimit të karrocerisë së makinave, saldimi është një proces i rëndësishëm prodhimi. Teknologjitë e saldimit që përdoren aktualisht për saldimin e karrocerisë së makinave përfshijnë kryesisht saldimin me pika me rezistencë, saldimin me mbrojtje nga gazi inerte i shkrirë (saldimi MIG) dhe saldimin me hark të shkrirë me mbrojtje nga gazi aktiv (saldimi MAG), si dhe saldimin me lazer.
Si një teknologji e përparuar saldimi me integrim optiko-mekanik, teknologjia e saldimit me lazer ka avantazhet e dendësisë së lartë të energjisë, shpejtësisë së lartë të saldimit, stresit dhe deformimit të ulët të saldimit, si dhe fleksibilitetit të mirë krahasuar me teknologjinë tradicionale të saldimit të karrocerisë së automjeteve.
Struktura e karrocerisë së makinës është komplekse dhe pjesët e karrocerisë janë kryesisht komponentë me mure të holla dhe të lakuar. Saldimi i karrocerisë së makinës përballet me vështirësi saldimi, të tilla si ndryshimet në materialet e karrocerisë, trashësitë e ndryshme të pjesëve të karrocerisë, trajektore të ndryshme saldimi dhe forma të ndryshme të nyjeve. Përveç kësaj, saldimi i karrocerisë së makinës ka kërkesa të larta për cilësinë dhe efikasitetin e saldimit.
Bazuar në parametrat e përshtatshëm të procesit të saldimit, saldimi me lazer mund të sigurojë rezistencë të lartë ndaj lodhjes dhe rezistencë ndaj impaktit të pjesëve kryesore të karrocerisë së automjeteve gjatë saldimit, duke siguruar kështu cilësinë dhe jetëgjatësinë e shërbimit të saldimit të karrocerisë. Teknologjia e saldimit me lazer mund të përshtatet me saldimin e pjesëve të karrocerisë së automjeteve me forma të ndryshme të nyjeve, trashësi të ndryshme dhe lloje të ndryshme materialesh, duke përmbushur kërkesën për fleksibilitet në prodhimin e karrocerisë së automjeteve. Prandaj, teknologjia e saldimit me lazer është një mjet i rëndësishëm teknik për të arritur zhvillim me cilësi të lartë të industrisë së automobilave.
Procesi i saldimit me lazer për karroceritë e automobilave
Parimi i procesit të saldimit me shkrirje të thellë me lazer: Kur dendësia e fuqisë së lazerit arrin një nivel të caktuar, sipërfaqja e materialit avullohet, duke formuar kështu një vrimë çelësi. Kur presioni i avullit të metalit brenda vrimës arrin ekuilibrin dinamik me presionin statik dhe tensionin sipërfaqësor të lëngut përreth, lazeri mund të rrezatojë përmes vrimës së çelësit në fund të vrimës, dhe me lëvizjen e rrezes së lazerit, formohet një saldim i vazhdueshëm. Në procesin e saldimit me shkrirje të thellë me lazer, nuk ka nevojë të shtoni fluks ndihmës ose mbushës për të salduar materialin e vetë copës së punës në një të vetëm.
Vula e saldimit e përftuar nga saldimi me shkrirje të thellë me lazer është në përgjithësi e lëmuar dhe e drejtë me deformim të vogël, gjë që ndihmon në përmirësimin e saktësisë së prodhimit të karrocerisë së makinës. Rezistenca në tërheqje e saldimit është e lartë, gjë që siguron cilësinë e saldimit të karrocerisë së makinës. Shpejtësia e saldimit është e lartë, gjë që ndihmon në përmirësimin e efikasitetit të prodhimit të saldimit.
Në procesin e saldimit të karrocerisë së makinës, përdorimi i procesit të saldimit me shkrirje të thellë me lazer mund të zvogëlojë ndjeshëm numrin e pjesëve, formave dhe veglave të saldimit, duke zvogëluar kështu peshën e vdekur të karrocerisë dhe kostot e prodhimit. Megjithatë, procesi i saldimit me shkrirje të thellë me lazer është më pak tolerant ndaj boshllëkut të montimit të pjesëve që do të saldohen, dhe boshllëku i montimit duhet të kontrollohet midis 0.05 dhe 2 mm. Nëse boshllëku i montimit është shumë i madh, do të ndodhin defekte të saldimit siç është poroziteti.
Hulumtimet aktuale tregojnë se në saldimin e trupit të automjeteve të të njëjtit material, duke optimizuar parametrat e procesit të saldimit me shkrirje të thellë me lazer, është e mundur të merret një saldim me formim të mirë sipërfaqësor, më pak defekte të brendshme dhe veti të shkëlqyera mekanike. Vetitë e shkëlqyera mekanike të saldimit mund të përmbushin kërkesat e përdorimit të komponentëve të salduar të trupit të automjeteve. Megjithatë, në saldimin e trupit të automjeteve, aliazh alumini-çeliku si përfaqësues i procesit heterogjen të saldimit me shkrirje të thellë me lazer të metaleve nuk është i pjekur, megjithëse duke shtuar një shtresë tranzicioni mund të merret performancë e shkëlqyer e saldimit, por materialet e ndryshme të shtresave të tranzicionit në mekanizmin e ndikimit të shtresës IMC dhe efekti i tij në mikrostrukturën e mekanizmit të saldimit nuk është i qartë, dhe ka nevojë për studime të mëtejshme të thelluara.
Procesi i saldimit me mbushje automatike të telit me lazer të trupit
Procesi i saldimit me mbushës lazeri bazohet në parimin e mëposhtëm: Një nyje e salduar formohet duke e mbushur paraprakisht saldimin me një tel specifik ose duke e ushqyer telin njëkohësisht gjatë procesit të saldimit me lazer. Kjo është ekuivalente me ushqyerjen e një sasie afërsisht homogjene të materialit të telit në pellgun e saldimit gjatë saldimit me shkrirje të thellë me lazer. Diagrami më poshtë tregon procesin e saldimit me mbushës lazeri.
Krahasuar me saldimin me shkrirje të thellë me lazer, saldimi mbushës me lazer ka dy përparësi në saldimin e trupit të automjetit: së pari, mund të përmirësojë ndjeshëm tolerancën e boshllëkut të montimit midis pjesëve të karrocerisë së automjetit që do të saldohen dhe të zgjidhë problemin e kërkesës për boshllëk të lartë pjerrët për saldimin me shkrirje të thellë me lazer; së dyti, mund të përmirësojë shpërndarjen e indeve në zonën e saldimit duke përdorur tela me përmbajtje të ndryshme përbërjeje dhe më pas të rregullojë performancën e saldimit.
Në procesin e prodhimit të karrocerisë së makinave, procesi i saldimit me mbushës lazer përdoret kryesisht për të salduar pjesë të karrocerisë prej aliazh alumini dhe çeliku. Sidomos në procesin e saldimit të pjesëve të karrocerisë së makinave prej aliazh alumini, tensioni sipërfaqësor i pellgut të shkrirë është i vogël, gjë që mund të çojë lehtësisht në shembjen e pellgut të shkrirë, ndërsa procesi i saldimit me mbushës lazer mund ta zgjidhë më mirë problemin e shembjes së pellgut të shkrirë përmes shkrirjes së telit në procesin e saldimit me lazer.
Procesi i saldimit me lazer të karrocerisë së automobilave
Procesi i saldimit me lazer bazohet në parimin e mëposhtëm: Duke përdorur një lazer si burim nxehtësie, rrezja e lazerit fokusohet dhe rrezatohet në sipërfaqen e telit, teli shkrihet, teli i shkrirë pikon poshtë dhe mbush pjesën e punës që do të bashkohet, dhe efektet metalurgjike si shkrirja dhe difuzioni ndodhin midis materialit të saldimit dhe pjesës së punës, duke bashkuar kështu pjesën e punës. Ndryshe nga procesi i saldimit me mbushje me lazer, procesi i saldimit me lazer shkrin vetëm telin dhe jo pjesën e punës që do të bashkohet. Saldimi me lazer ka stabilitet të mirë saldimi, por rezistenca në tërheqje e saldimit që rezulton është e ulët. Figura 3 tregon zbatimin e procesit të saldimit me lazer në saldimin e mbulesës së bagazhit të automobilave.
Në procesin e saldimit të karrocerisë së automjeteve, procesi i saldimit me lazer përdoret kryesisht për të salduar pjesët e karrocerisë që nuk kërkojnë forcë të lartë të nyjeve, siç është saldimi midis mbulesës së sipërme dhe mbështjellësve anësor, saldimi midis pjesës së sipërme dhe të poshtme të mbulesës së bagazhit, etj. Mbulesa e sipërme e VW, Audi dhe modeleve të tjera të mesme dhe të larta përdorin të gjitha procesin e saldimit me lazer.
Defektet kryesore në nyjet e salduara me lazer të karrocerive të automobilave përfshijnë gërryerjen e skajeve, porozitetin, deformimin e saldimit etj., dhe defektet mund të shtypen ndjeshëm duke rregulluar parametrat e procesit dhe duke përdorur procesin e saldimit me lazer me shumë fokus.
Procesi i saldimit kompozit me hark lazer të karrocerisë së automobilit
Parimi i procesit të saldimit kompozit me hark lazeri është si më poshtë: dy burime nxehtësie, lazeri dhe harku, përdoren për të vepruar njëkohësisht në sipërfaqen e copës së punës që do të saldohet, dhe copa e punës shkrihet dhe ngurtësohet për të formuar një shtresë saldimi. Diagrami më poshtë tregon procesin e saldimit me hark lazeri.
Saldimi kompozit me hark lazer kombinon avantazhet e saldimit me lazer dhe saldimit me hark: së pari, nën veprimin e burimeve të dyfishta të nxehtësisë, shpejtësia e saldimit mund të rritet, hyrja e nxehtësisë bëhet më e vogël, deformimi i saldimit është i vogël, duke ruajtur karakteristikat e saldimit me lazer; së dyti, aftësi më e mirë për të lidhur ura, toleranca e boshllëqeve të montimit është më e madhe; së treti, shpejtësia e ngurtësimit të pishinës së shkrirë bëhet më e ngadaltë, gjë që favorizon eliminimin e poreve, çarjeve dhe defekteve të tjera të saldimit, përmirëson organizimin dhe performancën e zonës së prekur nga nxehtësia. Së katërti, për shkak të harkut, është në gjendje të bashkojë materiale me reflektivitet të lartë dhe përçueshmëri të lartë termike, me një gamë më të gjerë të materialeve të aplikuara.
Në procesin e prodhimit të karrocerisë së makinës, procesi i saldimit kompozit me lazer-hark është kryesisht saldimi i komponentëve të karrocerisë prej aliazh alumini dhe metaleve të ndryshme prej aliazh alumini-çeliku, për hendekun e montimit të pjesëve më të mëdha të saldimit, siç është vendi i saldimit në pjesën e derës së makinës, kjo për shkak se hendeku i montimit është i favorshëm për performancën e lidhjes së saldimit kompozit me lazer-hark. Përveç kësaj, teknologjia e saldimit kompozit me hark lazer-MIG zbatohet edhe në pozicionin e trarit anësor të çatisë së karrocerisë Audi.
Në procesin e saldimit të trupit të automjetit, saldimi kompozit me hark lazeri ka avantazhin e tolerancës së madhe të boshllëkut krahasuar me saldimin me një lazer të vetëm, megjithatë, saldimi kompozit me hark lazeri kërkon shqyrtim gjithëpërfshirës të pozicionit relativ të lazerit dhe harkut, parametrave të saldimit me lazer, parametrave të harkut dhe faktorëve të tjerë. Sjellja e transferimit të nxehtësisë dhe masës së procesit të saldimit me hark lazeri është komplekse, veçanërisht rregullimi i energjisë së saldimit me materiale heterogjene dhe mekanizmi i rregullimit të trashësisë dhe indeve IMC është ende i paqartë dhe kërkon forcim të mëtejshëm të kërkimit.
Procese të tjera të saldimit me lazer të karrocerisë së automobilave
Saldimi me shkrirje të thellë me lazer, saldimi me mbushës me lazer, saldimi me brazing me lazer dhe saldimi me kompozit me hark lazeri, si dhe procese të tjera të saldimit kanë një teori më të pjekur dhe një gamë të gjerë zbatimesh praktike. Ndërsa kërkesat e industrisë së automobilave për efikasitetin e saldimit të karrocerisë rriten dhe kërkesa për saldim të materialeve të ndryshme në prodhimin e lehtë, saldimi me pika me lazer, saldimi me oscilim me lazer, saldimi me rreze shumëlazeri dhe saldimi me fluturim me lazer kanë fituar vëmendje.
Procesi i saldimit me lazer në pika
Saldimi me pika me lazer është një teknologji e përparuar e saldimit me lazer me avantazhe të jashtëzakonshme të shpejtësisë së lartë të saldimit dhe saktësisë së lartë të saldimit. Parimi themelor i saldimit me pika me lazer është përqendrimi i rrezes lazer në një pikë në pjesën që do të saldohet, në mënyrë që metali në atë pikë të shkrihet menjëherë, dhe duke rregulluar dendësinë e lazerit për të arritur saldim me përçueshmëri termike ose efekt saldimi me shkrirje të thellë, kur rrezja lazer ndalon së punuari, metali i lëngshëm reflukson, ngurtësohet dhe formon një nyje.
Ekzistojnë dy forma kryesore të saldimit me pika me lazer: saldimi me pika me lazer të pulsuar dhe saldimi me pika me lazer të vazhdueshëm. Rrezja lazer në saldimin me pika me lazer të pulsuar ka një energji të lartë kulmore, por koha e veprimit është e shkurtër dhe përdoret përgjithësisht për saldimin e metaleve të lehta si lidhjet e magnezit dhe lidhjet e aluminit. Në saldimin me pika me lazer të vazhdueshëm, rrezja lazer ka një fuqi mesatare të lartë dhe një kohë të gjatë veprimi të lazerit dhe përdoret kryesisht për saldimin e çelikut.
Në saldimin e karrocerisë së automjeteve, krahasuar me saldimin me pika me rezistencë, saldimi me pika me lazer ka avantazhet e trajektores së saldimit me pika pa kontakt dhe të vetë-dizajnuar, e cila mund të përmbushë kërkesën për saldim me cilësi të lartë nën boshllëqe të ndryshme të materialeve të karrocerisë së automjeteve.
Procesi i saldimit me oscilim me lazer
Saldimi me oscilim lazeri është një teknologji e re saldimi me lazer që është propozuar vitet e fundit dhe ka marrë vëmendje të gjerë. Parimi i kësaj teknologjie është të arrijë një oscilim të shpejtë, të rregullt dhe të vogël të rrezes lazeri duke integruar një pasqyrë osciluese në kokën e saldimit me lazer, duke arritur kështu efektin e trazimit të rrezes ndërsa lëviz përpara gjatë saldimit me lazer.
Trajektoret kryesore të lëkundjes në procesin e saldimit me lëkundje lazeri përfshijnë: lëkundjen tërthore, lëkundjen gjatësore, lëkundjen rrethore dhe lëkundjen infinite. Procesi i saldimit me lëkundje lazeri ka përparësi të konsiderueshme në saldimin e trupit të automjeteve, pasi gjendja e rrjedhjes së pellgut të shkrirjes ndryshohet ndjeshëm nga lëkundja e rrezes lazer, kështu që procesi mund të eliminojë defektet e pabashkuara, të arrijë rafinimin e kokrrizave dhe të shtypë porozitetin në saldimin e të njëjtit material trupi të automjeteve, si dhe të përmirësojë problemet e përzierjes së pamjaftueshme të materialeve të ndryshme dhe vetive të dobëta mekanike të shtresës së saldimit në saldimin e materialeve të ndryshme të trupit të automjeteve.
Procesi i saldimit me rreze shumëlazerësh
Aktualisht, lazerët me fibra mund të përdoren për të ndarë një rreze të vetme lazeri në rreze të shumëfishta lazeri duke përdorur një modul ndarjeje rrezesh të instaluar në kokën e saldimit. Saldimi me rreze shumëlazerësh është ekuivalent me aplikimin e burimeve të shumëfishta të nxehtësisë në procesin e saldimit. Duke rregulluar shpërndarjen e energjisë së rrezes, rreze të ndryshme mund të arrijnë funksione të ndryshme, të tilla si: rrezja me dendësi më të lartë energjie është rrezja kryesore, përgjegjëse për saldimin me shkrirje të thellë; nën-rrezja me dendësi më të ulët energjie mund të pastrojë dhe ngrohë paraprakisht sipërfaqen e materialit dhe të rrisë thithjen e energjisë së rrezes lazer nga materiali.
Procesi i saldimit me rreze shumëlazerësh mund të përmirësojë sjelljen e avullimit të avullit të zinkut dhe sjelljen dinamike të pishinës së shkrirjes gjatë saldimit të fletëve të çelikut të galvanizuar, të përmirësojë problemin e spërkatjes dhe të rrisë rezistencën në tërheqje të shtresës së saldimit.
Procesi i saldimit me fluturim me lazer
Teknologjia e saldimit me fluturim me lazer është një teknologji e re e saldimit me lazer me efikasitet të lartë saldimi dhe dizajn autonom të trajektores së saldimit. Parimi themelor i saldimit me fluturim me lazer është që kur rrezja lazer bie mbi pasqyrat X dhe Y të pasqyrës skanuese, këndi i pasqyrës kontrollohet përmes programimit autonom për të arritur devijimin e rrezes lazer në çdo kënd.
Tradicionalisht, saldimi me lazer i karrocerisë së makinës mbështetet kryesisht në robotin e saldimit për të vënë në lëvizje kokën e saldimit me lazer për lëvizje sinkrone për të arritur efektin e saldimit. Megjithatë, lëvizja reciproke përsëritëse e robotit të saldimit kufizon ndjeshëm efikasitetin e saldimit të karrocerisë së makinës për shkak të numrit të madh të saldimeve dhe gjatësisë së gjatë të tyre. Në të kundërt, saldimi me fluturim me lazer mund të arrihet brenda një diapazoni të caktuar thjesht duke rregulluar këndin e reflektorit. Prandaj, teknologjia e saldimit me fluturim me lazer mund të përmirësojë ndjeshëm efikasitetin e saldimit dhe ka një perspektivë të gjerë aplikimi.
Përmbledhje
Me zhvillimin e industrisë automobilistike, e ardhmja e teknologjisë së saldimit të karrocerisë do të vazhdojë të zhvillohet si në procesin e saldimit ashtu edhe në teknologjinë inteligjente.
Karroceria e automjeteve, veçanërisht karroceria e automjeteve me energji të re, po zhvillohet në drejtim të peshës së lehtë. Aliazhet e lehta, materialet kompozite dhe materialet heterogjene do të përdoren më gjerësisht në karroceritë e automjeteve, procesi konvencional i saldimit me lazer është i vështirë për të përmbushur kërkesat e saldimit, kështu që procesi i saldimit me cilësi të lartë dhe efikas do të bëhet trendi i zhvillimit të ardhshëm.
Në vitet e fundit, procesi i saldimit me lazer në zhvillim e sipër, siç është saldimi me lëkundje lazeri, saldimi me rreze shumëlazeri, saldimi me fluturim lazeri etj., ka qenë në cilësinë e saldimit dhe efikasitetin e saldimit si një nga kërkimet teorike fillestare dhe eksplorimi i procesit. E ardhmja duhet të jetë procesi i saldimit me lazer në zhvillim dhe materialet e lehta të trupit të automjeteve, saldimi me materiale heterogjene dhe skenarë të tjerë të kombinuar ngushtë, projektimi i trajektores së lëkundjes së rrezes lazer, mekanizmi i veprimit të energjisë me rreze shumëlazeri dhe përmirësimi i efikasitetit të saldimit me fluturim dhe aspekte të tjera të hulumtimit të thelluar për të eksploruar një proces të pjekur të saldimit me trup të lehtë të automjeteve.
Teknologjia e saldimit me lazer të karrocerisë së automjeteve po integrohet thellësisht me teknologjinë inteligjente, ndjesia në kohë reale e statusit të saldimit me lazer të karrocerisë së automjeteve dhe kontrolli i reagimit të parametrave të procesit luajnë një rol vendimtar në cilësinë e saldimit. Teknologjia aktuale inteligjente e saldimit me lazer përdoret kryesisht për planifikimin dhe ndjekjen e trajektores para saldimit dhe inspektimin e cilësisë pas saldimit. Hulumtimi vendas dhe i huaj në zbulimin e defekteve të saldimit dhe rregullimin adaptiv të parametrave është ende në hapat e tij të parë, dhe teknologjia e kontrollit adaptiv të parametrave të procesit të saldimit me lazer nuk është aplikuar në prodhimin e karrocerisë së automjeteve.
Prandaj, për zbatimin e teknologjisë së saldimit me lazer në karakteristikat e procesit të saldimit të trupit të automjeteve, e ardhmja duhet të zhvillohet me një sistem të përparuar inteligjent ndjeshmërie për saldim me lazer me bërthamë shumësensorësh dhe një sistem kontrolli robotik saldimi me shpejtësi të lartë dhe precizion të lartë për të siguruar që teknologjia inteligjente e saldimit me lazer të funksionojë në kohë reale dhe me saktësi të secilës lidhje, përmes lidhjes "planifikimi i trajektores para-saldimit - kontrolli adaptiv i parametrave të saldimit, inspektimi online i cilësisë pas saldimit", për të siguruar cilësi të lartë dhe përpunim efikas.
Kompania e automatizimit me lazer Maven është përqendruar në industrinë e lazerëve për 14 vjet, ne specializohemi në saldim me lazer, kemi makinë saldimi me lazer me krah robotik, makinë saldimi me lazer automatik për tavolinë, makinë saldimi me lazer të dorës, përveç kësaj, ne gjithashtu kemi makinë saldimi me lazer, makinë prerëse me lazer dhe makinë gdhendjeje me shënjim me lazer, ne kemi shumë raste zgjidhjesh për saldim me lazer, nëse jeni të interesuar, gjithmonë mund të na kontaktoni.
Koha e postimit: 09 Dhjetor 2022
