Giriş
Avtomobilin gövdəsi avtomobilin digər hissələrinin daşıyıcısı olduğundan, onun istehsal texnologiyası birbaşa avtomobilin ümumi istehsal keyfiyyətini müəyyən edir.Qaynaq avtomobil kuzovunun istehsalı prosesində mühüm istehsal prosesidir.Hal-hazırda avtomobil kuzovunun qaynaqlanması üçün istifadə olunan qaynaq texnologiyalarına əsasən müqavimət nöqtəsi qaynağı, MIG qaynağı, MAG qaynağı və lazer qaynağı daxildir.
Ənənəvi avtomobil gövdəsi qaynaq texnologiyası ilə müqayisədə qabaqcıl optoelektromexaniki inteqrasiya qaynaq texnologiyası kimi lazer qaynaq texnologiyası yüksək enerji sıxlığı, sürətli qaynaq sürəti, kiçik qaynaq gərginliyi və deformasiya və yaxşı elastiklik üstünlüklərinə malikdir.
Avtomobil kuzovunun quruluşu mürəkkəbdir və onun komponentləri əsasən nazik divarlı və əyridir.Avtomobil kuzovunun qaynaqlanması bəzi çətinliklərlə üzləşir, məsələn, kuzov materialının dəyişməsi, gövdə hissələrinin müxtəlif qalınlığı, müxtəlif qaynaq trayektoriyası və birləşmə formaları.Bundan əlavə, avtomobil kuzovunun qaynağı qaynaq keyfiyyətinə və qaynaq səmərəliliyinə yüksək tələblərə malikdir.
Müvafiq qaynaq prosesinin parametrlərinə əsaslanaraq, lazer qaynağı avtomobil gövdəsinin qaynaq keyfiyyətini və xidmət müddətini təmin etmək üçün avtomobil gövdəsinin əsas komponentlərinin yüksək yorğunluq müqavimətini və təsir müqavimətini təmin edə bilər.Lazer qaynaq texnologiyası avtomobil gövdəsi istehsalının çevik ehtiyaclarını ödəmək üçün müxtəlif birləşmə formalarına, müxtəlif qalınlıqlara və müxtəlif material növlərinə uyğunlaşa bilər.Buna görə də lazer qaynaq texnologiyası avtomobil sənayesinin yüksək keyfiyyətli inkişafına nail olmaq üçün mühüm texniki vasitədir.
Avtomobil kuzovunun lazer qaynaq texnologiyası
Avtomobil kuzovunun lazer dərin nüfuz qaynaq texnologiyası
Lazer dərin nüfuz qaynaq prosesinin prinsipi (Şəkil 1) aşağıdakı kimidir: lazer gücünün sıxlığı müəyyən bir səviyyəyə çatdıqda, materialın səthi buxarlanır, açar deşiyi əmələ gətirir.Çuxurdakı metal buxarının təzyiqi ətrafdakı mayenin statik təzyiqi və səthi gərginliyi ilə dinamik tarazlığa çatdıqda, lazer açar dəliyindən dəliyin dibinə qədər şüalana bilər və lazer şüasının hərəkəti ilə fasiləsiz qaynaq əmələ gəlir.Lazer dərin nüfuz qaynaq prosesi zamanı köməkçi axın və ya doldurucu əlavə etməyə ehtiyac yoxdur və iş parçasının öz materialları birlikdə qaynaq edilə bilər.
ŞEK.1 Lazer dərin nüfuz qaynaq prosesinin sxematik diaqramı
Lazer dərin nüfuz qaynağı ilə əldə edilən qaynaq ümumiyyətlə hamar və düzdür və deformasiya kiçikdir, bu da avtomobil gövdəsinin istehsal dəqiqliyini artırmaq üçün əlverişlidir.Qaynaq tikişinin yüksək dartılma gücü avtomobil gövdəsinin qaynaq keyfiyyətini təmin edir.Qaynaq sürəti sürətlidir, bu da qaynaq istehsalının səmərəliliyini artırmaq üçün əlverişlidir.
Avtomobil gövdəsinin qaynağı prosesində lazer dərin nüfuz qaynaq prosesinin istifadəsi hissələrin, qəliblərin və qaynaq alətlərinin sayını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər və bununla da bədən çəkisini və istehsal xərclərini azalda bilər.Bununla belə, lazer dərin nüfuz qaynaq prosesi qaynaqlanmış hissələrin montaj boşluğuna zəif dözümlüdür və montaj boşluğunu 0,05 ilə 2 mm arasında idarə etmək lazımdır.Montaj boşluğu çox böyükdürsə, məsamələr kimi qaynaq qüsurları meydana gələcək.
Mövcud tədqiqatlar göstərir ki, avtomobil kuzovunun eyni materialının qaynaqında lazer dərin nüfuz qaynaqının proses parametrlərini optimallaşdırmaqla yaxşı səth əmələ gətirən, daha az daxili qüsurları və əla mexaniki xassələri olan qaynaq əldə etmək olar.Qaynaq tikişinin əla mexaniki xüsusiyyətləri avtomobil gövdəsinin qaynaq komponentlərinin ehtiyaclarını ödəyə bilər.Bununla birlikdə, avtomobil kuzovunun qaynaqında alüminium ərintisi və polad ilə təmsil olunan fərqli metal lazer dərin nüfuz qaynaq texnologiyası yetkin deyil.Keçid qatlarının əlavə edilməsi ilə əla performanslı qaynaq tikişləri əldə olunsa da, müxtəlif keçid təbəqəsi materiallarının İMC təbəqəsinə təsir mexanizmi və onların qaynaq mikrostrukturuna təsir mexanizmi aydın deyil və əlavə tədqiqatlara ehtiyac var.
Avtomobil gövdəsinin lazer telinin doldurulması qaynaq prosesi
Lazer doldurucu məftil qaynaq prosesinin prinsipi aşağıdakı kimidir: qaynaqlı birləşmə qaynaqda xüsusi qaynaq telinin əvvəlcədən doldurulması və ya lazer qaynaq prosesi zamanı qaynaq telinin eyni vaxtda qidalanması ilə formalaşır.Bu, lazer dərinliyə nüfuz edən qaynaq zamanı qaynaq hovuzuna təxminən homojen qaynaq naqili materialının daxil edilməsinə bərabərdir.Lazer doldurucu tel qaynaq prosesinin sxematik diaqramı Şəkil 2-də göstərilmişdir.
ŞEK.2 Lazer məftil doldurma qaynaq prosesinin sxematik diaqramı
Lazer dərin nüfuz qaynağı ilə müqayisədə, lazer məftil doldurma qaynağının avtomatik gövdə qaynaqında iki üstünlüyü var: birincisi, qaynaq ediləcək avtomobil gövdəsi hissələri arasındakı montaj boşluğunun tolerantlığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər və lazer dərin nüfuz qaynağı ilə bağlı problemi həll edə bilər. çox yiv boşluğunu tələb edir;İkincisi, müxtəlif tərkibli məzmunlu qaynaq tellərindən istifadə etməklə qaynaq sahəsinin toxuma paylanması yaxşılaşdırıla bilər və sonra qaynaq performansı tənzimlənə bilər.
Avtomobil kuzovunun istehsalı prosesində, lazer tel doldurma qaynaq prosesi əsasən alüminium ərintisi və gövdənin polad hissələrini qaynaq etmək üçün istifadə olunur.Xüsusilə avtomobil gövdəsinin alüminium ərintisi hissələrinin qaynaq prosesində, ərimiş hovuzun səthi gərginliyi kiçikdir, bu da ərimiş hovuzun dağılmasına səbəb olmaq asandır və lazer tel doldurma qaynaq prosesi ərimiş hovuzun çökməsi problemini daha yaxşı həll edə bilər. qaynaq telinin əriməsi ilə.
Avtomobil kuzovunun lazerlə lehimləmə texnologiyası
Lazer lehimləmə prosesinin prinsipi belədir: lazer istilik mənbəyi kimi istifadə olunur, lazer şüası fokuslandıqdan sonra qaynaq məftilinin səthinə işıqlandırılır, qaynaq məftili əridilir, ərinmiş məftil düşür və onların arasında doldurulur. qaynaq ediləcək hissələri və doldurucu metal ilə iş parçası arasında ərimə və diffuziya kimi metallurgiya təsirləri meydana gəlir, beləliklə iş parçası birləşdirilir.Lazer telin doldurulması qaynaq prosesindən fərqli olaraq, lazer lehimləmə prosesi yalnız teli əridir və qaynaq ediləcək iş parçasını əritmir.Lazer lehimləmə yaxşı qaynaq sabitliyinə malikdir, lakin qaynağın dartılma gücü aşağıdır.ŞEK.3-də avtomobilin baqaj qapağının qaynaqında lazer lehimləmə prosesinin tətbiqi göstərilir.
ŞEK.3 Avtomobildə lazer lehimləmənin tətbiqi: (a) arxa kapotun lazer qaynağı;(b) Lazer lehimləmənin sxematik diaqramı
Avtomobil kuzovunun qaynağı prosesində, lazer lehimləmə prosesi əsasən aşağı birləşmə gücü tələbləri olan bədən hissələrinin qaynaqlanmasıdır, məsələn, üst qapaq və bədənin yan divarı arasında qaynaq, magistralın yuxarı və aşağı hissələri arasında qaynaq. qapaq və s., Volkswagen, Audi və digər yüksək səviyyəli modellərin üst qapağında lazer lehimləmə prosesi istifadə olunur.
Avtomobil kuzovunun lazer qaynaq tikişindəki əsas qüsurlara kənar dişləmə, məsaməlik, qaynaq deformasiyası və s.
Avtomobil kuzovunun lazer qövs kompozit qaynaq texnologiyası
Lazer-qövslü kompozit qaynaq prosesinin prinsipi aşağıdakı kimidir: qaynaq ediləcək iş parçasının səthinə eyni vaxtda təsir etmək üçün lazer və qövsün iki istilik mənbəyindən istifadə edərək, iş parçası əridilir və qaynaq meydana gətirmək üçün bərkidilir.Şəkil 4 lazer-qövs kompozit qaynaq prosesinin sxematik diaqramını göstərir.
ŞEK.4 Lazer-qövs kompozit qaynaq prosesinin sxematik diaqramı
Lazer-qövslü kompozit qaynaq həm lazer qaynağının, həm də qövs qaynağının üstünlüklərinə malikdir: birincisi, ikiqat istilik mənbələrinin təsiri altında qaynaq sürəti yaxşılaşdırılır, istilik girişi kiçikdir, qaynaq deformasiyası kiçikdir və lazer qaynaqının xüsusiyyətləri. saxlanılır;İkincisi, daha yaxşı körpü qabiliyyətinə və montaj boşluğuna daha çox dözümlülüyünə malikdir;Üçüncüsü, ərimiş hovuzun bərkimə sürəti yavaşdır ki, bu da məsamələr və çatlar kimi qaynaq qüsurlarını aradan qaldırmağa və istilikdən təsirlənən zonanın strukturunu və işini yaxşılaşdırmağa kömək edir.Dördüncüsü, qövsün təsiri sayəsində yüksək əks etdirici və yüksək istilik keçiriciliyi olan materialları qaynaq edə bilər və tətbiq materiallarının çeşidi daha genişdir.
Avtomobil kuzovunun istehsalı prosesində, lazer-qövslü kompozit qaynaq prosesi əsasən kuzovun alüminium ərintisi komponentlərini və alüminium-poladdan fərqli metalları qaynaq etməkdən ibarətdir və qaynaq böyük montaj boşluqları olan hissələrin qaynaqlanması kimi aparılır. avtomobilin qapısı, çünki montaj boşluğu lazer-qövs kompozit qaynaqının körpü performansını oynamağa kömək edir.Bundan əlavə, lazer-MIG qövslü kompozit qaynaq texnologiyası Audi kuzovun yan yuxarı şüa mövqeyinə də tətbiq olunur.
Avtomobil kuzovunun qaynağı prosesində lazer-qövslü kompozit qaynaq tək lazer qaynağından daha böyük boşluqlara dözümlülük üstünlüyünə malikdir, lakin lazer və qövsün nisbi mövqeyi, lazer qaynaq parametrləri, qövs parametrləri və digər amillər hərtərəfli nəzərə alınmalıdır.Lazer-qövs qaynaqında istilik və kütlə ötürmə davranışı mürəkkəbdir, xüsusilə fərqli material qaynaqında enerji tənzimlənməsi mexanizmi və IMC qalınlığı və struktur tənzimlənməsi hələ də aydın deyil və əlavə tədqiqatlara ehtiyac var.
Digər avtomobil gövdəsinin lazer qaynaq prosesləri
Lazer dərin nüfuz qaynağı, lazer tel doldurma qaynağı, lazer lehimləmə və lazer-qövslü kompozit qaynaq və digər qaynaq prosesləri daha yetkin nəzəriyyə və geniş praktik tətbiqlər olmuşdur.Avtomobil sənayesinin kuzov qaynaqının səmərəliliyinə olan tələblərinin yaxşılaşdırılması və yüngül avtomobil istehsalında fərqli materiallar qaynağına tələbatın artması ilə lazer nöqtəli qaynaq, lazer yelləncək qaynağı, çox lazer şüa qaynağı və lazer uçuş qaynağına diqqət yetirilmişdir. üçün.
Lazer nöqtəli qaynaq prosesi
Lazer nöqtəli qaynaq sürətli qaynaq sürəti və yüksək qaynaq dəqiqliyi üstünlüklərinə malik olan qabaqcıl lazer qaynaq texnologiyasıdır.Lazer nöqtə qaynaqının əsas prinsipi, istilik keçirici qaynaq və ya dərin qaynaq qaynağı effektinə nail olmaq üçün lazer sıxlığını tənzimləməklə, lazer şüasını qaynaq ediləcək hissədə müəyyən bir nöqtəyə yönəltməkdir, beləliklə nöqtədəki metal dərhal əriyir. , lazer şüası fəaliyyətini dayandırdıqda, maye metal yenidən axır, birləşmə meydana gətirmək üçün bərkiyir.
Lazer nöqtə qaynaqının iki əsas forması var: impulslu lazer nöqtə qaynağı və davamlı lazer nöqtə qaynağı.Pulsed lazer nöqtəli qaynaq lazer şüasının pik enerjisi yüksəkdir, lakin fəaliyyət müddəti qısadır, ümumiyyətlə maqnezium ərintisi, alüminium ərintisi və digər yüngül metalların qaynağı üçün istifadə olunur.Davamlı lazer nöqtəli qaynaqda lazer şüasının orta gücü yüksəkdir, lazerin təsir müddəti uzundur və polad qaynaqda geniş istifadə olunur.
Avtomobil kuzovunun qaynağı baxımından, müqavimət nöqtəli qaynaqla müqayisədə, lazer nöqtəli qaynaq təmassız üstünlüklərə malikdir, spot qaynaq trayektoriyası müstəqil olaraq dizayn edilə bilər və s., müxtəlif dövrə boşluqları altında yüksək keyfiyyətli qaynaq tələblərinə cavab verə bilər avtomobil kuzov materialları.
Lazer yelləncək qaynaq prosesi
Lazer yelləncək qaynağı, son illərdə təklif olunan və geniş şəkildə narahat olan yeni bir lazer qaynaq texnologiyasıdır.Bu texnologiyanın prinsipi belədir: lazer qaynaq başlığına bir qalvanometr qrupunu birləşdirərək, lazer şüası sürətlə, nizamlı və kiçik diapazonda olur ki, qarışdırarkən lazer şüasının irəliyə doğru hərəkəti effektinə nail olsun.
Lazer yelləncək qaynaq prosesində əsas yelləncək traektoriyalarına eninə yelləncək, uzununa yelləncək, dairəvi yelləncək və sonsuz yelləncək daxildir.Lazer yelləncək qaynaq prosesi avtomobil kuzovunun qaynaqında əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir.Lazer şüasının yelləncək təsiri altında ərimiş hovuzun axın vəziyyəti əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.Buna görə də, proses nəinki əridilməmiş qüsuru aradan qaldıra, taxıl zərifliyinə nail ola bilər və eyni avtomobil kuzovunun materialının qaynaqında məsaməliyi yatıra bilər.Bundan əlavə, avtomobil kuzovunun heterojen materiallarının qaynaqında müxtəlif materialların kifayət qədər qarışdırılmaması və qaynaqların mexaniki xüsusiyyətlərinin zəif olması kimi problemləri də yaxşılaşdıra bilər.
Çox lazer şüa qaynaq prosesi
Hal-hazırda, optik lifli lazer qaynaq başlığında quraşdırılmış splitter modulu ilə çoxlu lazer şüalarına bölünə bilər.Çox lazer şüa qaynağı qaynaq prosesində çoxlu istilik mənbələrinin tətbiqinə bərabərdir, şüanın enerji paylanmasını tənzimləməklə, müxtəlif şüalar müxtəlif funksiyaları yerinə yetirə bilər, məsələn: daha yüksək enerji sıxlığı olan şüa əsas şüadır, dərinlikdən məsuldur. nüfuz qaynağı;Şüanın aşağı enerji sıxlığı materialın səthini təmizləyə və əvvəlcədən qızdıra bilər və lazer şüası enerjisinin material tərəfindən udulmasını artıra bilər.
Sinklənmiş yüksək möhkəm polad material avtomobil gövdəsində geniş istifadə olunur.Çox lazer şüa qaynaq texnologiyası sink buxarının buxarlanma davranışını və sinklənmiş polad plitənin qaynaq prosesində ərimiş hovuzun dinamik davranışını yaxşılaşdıra, püskürtmə problemini yaxşılaşdıra və qaynağın dartılma gücünü artıra bilər.
Lazer uçuş qaynaq prosesi
Lazerlə uçuş qaynaq texnologiyası yüksək qaynaq səmərəliliyinə malik olan və müstəqil şəkildə dizayn edilə bilən yeni lazer qaynaq texnologiyasıdır.Lazer uçuş qaynaqının əsas prinsipi ondan ibarətdir ki, lazer şüası skan edən güzgülərin X və Y güzgülərinə düşdüyü zaman, lazer şüasının istənilən Bucaqda əyilməsinə nail olmaq üçün güzgünün bucağı müstəqil proqramlaşdırma ilə idarə olunur.
Avtomobil gövdəsinin ənənəvi lazer qaynağı əsasən qaynaq effektinə nail olmaq üçün qaynaq robotu tərəfindən idarə olunan lazer qaynaq başlığının sinxron hərəkətinə əsaslanır.Bununla belə, avtomobil gövdəsinin qaynaq səmərəliliyi çox sayda qaynaq və uzun qaynaq uzunluğu səbəbindən qaynaq robotunun təkrarlanan qarşılıqlı hərəkəti ilə ciddi şəkildə məhdudlaşdırılır.Bunun əksinə olaraq, lazer uçuş qaynağı, müəyyən bir diapazonda qaynaq əldə etmək üçün yalnız güzgünün bucağını tənzimləməlidir.Buna görə də, lazer uçuş qaynaq texnologiyası qaynaq səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər və geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir.
Xülasə və perspektiv
Avtomobil sənayesinin inkişafı ilə gələcək kuzov qaynaq texnologiyası iki aspektdə inkişaf etməyə davam edəcək: qaynaq prosesi və ağıllı texnologiya.
Avtomobil gövdəsi, xüsusilə yeni enerjili vasitə gövdəsi, yüngüllük istiqamətində inkişaf edir.Yüngül ərintilər, kompozit materiallar və fərqli materiallar avtomobil gövdəsində daha geniş istifadə ediləcək, adi lazer qaynaq prosesi onun qaynaq tələblərinə cavab vermək çətindir, buna görə də yüksək keyfiyyətli və səmərəli qaynaq prosesi gələcək inkişaf tendensiyasına çevriləcəkdir.
Son illərdə yeni yaranan lazer qaynaq prosesləri, məsələn, lazer yelləncək qaynağı, çox lazer şüa qaynağı, lazer uçuş qaynağı və s. qaynaq keyfiyyəti və qaynaq səmərəliliyi baxımından ilkin nəzəri tədqiqat və prosesin kəşfi olmuşdur.Gələcəkdə yaranan lazer qaynaq prosesini yüngül materiallarla və avtomobil kuzovunun qaynaq səhnələri ilə bir-birinə bənzəməyən materiallarla yaxından əlaqələndirmək, lazer şüasının yelləncək trayektoriyasının dizaynı, çox lazer şüasının enerjisinin təsir mexanizmi üzərində dərin tədqiqatlar aparmaq lazımdır. və uçuş qaynaq səmərəliliyinin təkmilləşdirilməsi və yetkin yüngül avtomobil kuzovunun qaynaq prosesini araşdırın.
Avtomobil kuzovunun lazer qaynaq texnologiyası ağıllı texnologiya ilə dərindən inteqrasiya olunub.Avtomobil kuzovunun lazer qaynaq vəziyyətinin real vaxt rejimində qəbulu və proses parametrlərinin əks əlaqəyə nəzarəti qaynaq keyfiyyətində həlledici rol oynayır.Mövcud ağıllı lazer qaynaq texnologiyası əsasən qaynaqdan əvvəl trayektoriyanın planlaşdırılması və izlənilməsi və qaynaqdan sonrakı keyfiyyətin yoxlanılması üçün istifadə olunur.Ölkədə və xaricdə qaynaq qüsurlarının aşkarlanması və parametrlərə uyğunlaşma nəzarəti üzrə tədqiqatlar hələ də ilkin mərhələdədir və lazer qaynaq prosesinin parametrlərinin adaptiv idarəetmə texnologiyası avtomobil kuzovunun istehsalında tətbiq edilməmişdir.
Buna görə də, avtomobil kuzovunun qaynağı prosesində lazer qaynaq texnologiyasının tətbiqi xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq, nüvə kimi qabaqcıl multi-sensorlu lazer qaynaq üçün ağıllı sensor sistemi və yüksək sürətli və yüksək dəqiqlikli qaynaq robotu idarəetmə sistemi yaradılmalıdır. ağıllı lazer qaynaq texnologiyasının bütün aspektlərinin real vaxt rejimində və dəqiqliyini təmin etmək üçün gələcəkdə hazırlanmışdır.Yüksək keyfiyyətli və səmərəli emal təmin etmək üçün “qaynaqdan əvvəl trayektoriya planlaması – qaynaqdan sonra qaynaq keyfiyyətinin onlayn aşkarlanmasının parametrlərə uyğunlaşdırılması” linkini açın.
Göndərmə vaxtı: 16 oktyabr 2023-cü il