Datorită avantajelor sale de densitate energetică ridicată, penetrare profundă, precizie ridicată și capacitate de adaptare puternică, sudarea cu laser a fost apreciată pe scară largă în domeniile aerospațial, utilaje, electronice, automobile, construcții navale și inginerie de energie nucleară. În special în producția de automobile, sudarea cu laser a fost utilizată pe scară largă atât în producția de montaj a caroseriei, cât și în piese auto.
Datorită avantajelor sale, precum densitatea energetică ridicată, penetrarea profundă, precizia ridicată și capacitatea de adaptare puternică, sudarea cu laser a fost apreciată pe scară largă în domeniile aerospațial, utilaje, electronice, automobile, construcții navale și inginerie de energie nucleară. În special în producția de automobile, sudarea cu laser a fost utilizată pe scară largă atât în producția de montaj a caroseriei, cât și în piese auto. Conform statisticilor relevante, 50% până la 70% din piesele auto din țările industriale europene și americane dezvoltate sunt completate prin procesare cu laser. Printre ele se folosesc în principal sudarea cu laser și tăierea. Sudarea cu laser a devenit un proces standard în producția de automobile.
Tehnologia de aplicare a sudării cu laser
1. Tehnologie de sudare cu laser pentru caroserie auto
Caroseria auto este o placă subțire tipică și o structură de carcasă. Este confecționat din placă de oțel subțire de înaltă rezistență, din aliaj slab, prin ștanțare, tăiere și modelare într-un capac, și este asamblat prin sudare. Numărul de puncte de sudură din ansamblul corpului poate ajunge la câteva mii. Sudura tradițională folosește procesul de sudare la punct de rezistență. Procesul de sudare la punctul de rezistență folosește doi electrozi pentru a comprima piesa de prelucrat din două direcții, a presuriza și energiza cele două bucăți pentru a forma o îmbinare de lipit între suprafețele de contact și a suda piesele. Pentru a satisface cerințele de lipire și formă, trebuie menținut un anumit interval între îmbinările de lipit. În timpul sudării la fața locului, înțepăturile de sudare sunt sudate sub marginea piesei de prelucrat, iar lățimea flanșei trebuie să fie de 16 mm; în timp ce sudarea cu laser este sudură pe o singură față, lățimea flanșei este de numai 5mm. Schimbarea sudării la punct doar la sudarea cu laser poate economisi 40 kg de oțel pe mașină.
Sudurile înguste și adânci formate prin sudarea cu laser penetrează cu ușurință piesa de prelucrat. Nu există contact mecanic între capul laser și piesele care trebuie sudate și nu există nicio solicitare mecanică de prelucrare. Rezistența la tracțiune și rezistența la oboseală a cusăturii de sudare cu laser sunt echivalente cu cea a materialului de bază și îndeplinesc cerințele capacității de rulare. Aceasta poate reduce grosimea materialului component și reduce greutatea corpului. În același timp, deoarece sudarea cu laser este controlată de computer, are o flexibilitate și manevrabilitate puternică și poate suda ușa, deflectorul, angrenajul, panoul de instrumente cu forme speciale. Împreună cu sistemele de transmisie și roboți cu fibră optică, puteți automatiza liniile de asamblare auto.
2. Tehnologie de croitorie laser
Tehnologia de sudare cu laser este unul dintre cele mai reușite și evidente beneficii ale sudării cu laser în industria auto. Când industria auto a aplicat pentru prima dată plăci sudate la comandă, a fost în principal să rezolve problema lățimii insuficiente a plăcii de oțel laminate de laminor și să îndeplinească cerințele industriei auto pentru plăci late prin intermediul tehnologiei sudate. Odată cu dezvoltarea industriei auto, plăcile sudate se dezvoltă în direcția plăcilor groase diferențiale, iar plăcile de oțel de diferite grosimi pot fi sudate la comandă. În acest moment, scopul plăcilor de oțel auto sudate la comandă a fost într-adevăr atins. Invenția tehnologiei cu placă sudată cu laser a fost aplicată pentru prima dată în producția Audi 100 în 1985. Tehnologia de sudare cu croitor laser este selectarea plăcilor de oțel cu diferite grade, tipuri, grade și grosimi în funcție de cerințele de performanță ale diferitelor piese. a caroseriei auto în timpul fabricării caroseriei cu laser. Prin tăiere cu laser și sudare personalizată, anumite părți ale caroseriei auto, cum ar fi pereții laterali, plăcile de podea, ușile interioare ale ușii, stâlpii, etc. (a se vedea figura 1) sunt sudate între ele și apoi ștanțate pentru a reduce greutatea corpului vehiculului, asigurând în același timp rezistența corpului vehiculului. Această tehnică are o serie de avantaje:
1) Reduceți numărul de piese și echipamente și proceduri pentru un număr mare de procese de ștampilare. Sudura la comandă poate fi formată integral. În conformitate cu diferitele cerințe pentru rezistența diferitelor piese, foile cu grosimi diferite sunt sudate împreună și apoi ștanțate din nou. În același timp, precizia caroseriei poate fi îmbunătățită și un număr mare de echipamente de procesare, procese și matrițe pot fi reduse.
2) Reduceți greutatea componentelor. Datorită utilizării diferitelor plăci de oțel pentru șlefuire, plăcile de oțel acoperite pot fi utilizate pentru a crește durata de funcționare a pieselor care sunt ușor corodate, plăci de oțel mai subțiri pot fi utilizate pentru piese care nu suportă sarcini sau sarcini ușoare și oțel de înaltă rezistență. plăcile pot fi utilizate pentru piese care suportă sarcini Nu mai este nevoie de sudare, ceea ce simplifică foarte mult structura corpului, reducând astfel consumul de oțel și costurile de producție, reducând greutatea corporală și, în final, reducând consumul de energie auto.
3) Îmbunătățirea calității structurale și a fiabilității componentelor. Deoarece sudarea continuă este utilizată în loc de sudarea discontinuă și nituirea, rigiditatea, fixarea și siguranța corpului vehiculului sunt îmbunătățite mult.
4) Oferă posibilitatea de a produce vehicule cu corp larg. Datorită restricțiilor fabricii de laminare, nu este posibilă producerea de plăci de oțel prea largi, iar cerințele auto pentru plăci late sunt din ce în ce mai urgente. Utilizarea sudării cu laser este un proces eficient și economic. Sudarea cu croitor laser face ca mașina să pară mai frumoasă și mai confortabilă.
Optimizați designul pe baza analizei structurii corpului și selectați câteva plăci tipice de oțel pentru sudarea personalizată, care pot îmbunătăți rata de utilizare a materialului, elimina procesul de prelucrare secundară și reduce mult numărul de matrițe. După utilizarea panourilor sudate la comandă în linia de producție laterală a Toyota Motor Corporation din Japonia, numărul de piese a fost redus cu 66%, numărul de matrițe a fost redus de la 20 la 4, iar rata de utilizare a materialelor a crescut de la 40% până la 65%. Folosind sudura cu croitor laser, o mașină de dimensiuni medii poate pierde 9 kg fără a-i afecta rezistența.
În prezent, marile companii din oțel străine dezvoltă energic linii de producție de sudură adaptate cu laser. ArcelorMittal are 35 de linii de producție de sudură adaptate la laser, iar produsele sale reprezintă peste 50% din piața europeană; Solblank din Italia are în fabrică 14 linii de producție de sudare adaptată cu laser și intenționează, de asemenea, să creeze 4 linii de sudură adaptate cu laser în Regatul Unit și în Statele Unite; ThyssenKrupp a înființat joint-venture-uri personalizate cu laser în Indonezia și Statele Unite (Detroit); British Steel a înființat un centru (companie) specializat care poate oferi semifabricate adaptate producătorilor auto; Statele Unite și Japonia, de asemenea, Ambele au înființat companii similare. În prezent, semifabricatele produse în Europa de Vest reprezintă 70% din producția totală a lumii, 20% produse în Statele Unite și 10% produse în Japonia.