Inleiding
Aangesien die voertuigbak die draer van ander dele van die voertuig is, bepaal sy vervaardigingstegnologie direk die algehele vervaardigingsgehalte van die voertuig.Sweiswerk is 'n belangrike produksieproses in die proses van motorbakvervaardiging.Tans sluit die sweistegnologieë wat vir motorliggaamsweiswerk gebruik word hoofsaaklik weerstandspuntsweis, MIG-sweiswerk, MAG-sweiswerk en lasersweiswerk in.
Lasersweistegnologie as 'n gevorderde opto-elektromeganiese integrasie-sweistegnologie, in vergelyking met die tradisionele motorliggaamsweistegnologie, het die voordele van hoë energiedigtheid, vinnige sweisspoed, klein sweisspanning en vervorming, en goeie buigsaamheid.
Die struktuur van motorbak is kompleks, en die komponente daarvan is hoofsaaklik dunwandig en geboë.Motorliggaamsweiswerk word gekonfronteer met 'n paar probleme, soos veranderinge in liggaamsmateriaal, verskillende diktes van liggaamsdele, gediversifiseerde sweisbaan en gewrigsvorme.Daarbenewens het sweiswerk vir motors hoë vereistes ten opsigte van sweiskwaliteit en sweisdoeltreffendheid.
Op grond van die toepaslike sweisprosesparameters kan lasersweiswerk die hoë moegheidssterkte en impaktaaiheid van die sleutelkomponente van die motorbak verseker, om sodoende die sweiskwaliteit en lewensduur van die motorbak te verseker.Lasersweistegnologie kan aanpas by verskillende gewrigsvorme, verskillende diktes en verskillende materiaalsoorte sweiswerk vir motorliggaamsdele, om aan die buigsame behoeftes van motorbakvervaardiging te voldoen.Daarom is lasersweistegnologie 'n belangrike tegniese middel om hoë gehalte ontwikkeling van die motorbedryf te bereik.
Lasersweistegnologie van motorbak
Laser diep penetrasie sweis tegnologie van motor liggaam
Die beginsel van laser diep penetrasie sweisproses (Figuur 1) is soos volg: wanneer die laserkragdigtheid 'n sekere vlak bereik, verdamp die oppervlak van die materiaal en vorm 'n sleutelgat.Wanneer die metaaldampdruk in die gat 'n dinamiese balans bereik met die statiese druk en oppervlakspanning van die omringende vloeistof, kan die laser deur die sleutelgat na die onderkant van die gat bestraal word, en met die beweging van die laserstraal, 'n aaneenlopende sweis word gevorm.Tydens die laser diep penetrasie sweisproses is dit nie nodig om hulpvloeimiddel of vuller by te voeg nie, en die werkstuk se eie materiaal kan aanmekaar gesweis word.
FIG.1 Skematiese diagram van laser diep penetrasie sweisproses
Die sweislas wat verkry word deur laser diep penetrasie sweiswerk is oor die algemeen glad en reguit, en die vervorming is klein, wat bevorderlik is vir die verbetering van die vervaardigingsakkuraatheid van motorbak.Die hoë treksterkte van die sweislas verseker die sweiskwaliteit van die motorbak.Die sweisspoed is vinnig, wat bevorderlik is vir die verbetering van die sweisproduksiedoeltreffendheid.
In die proses van motorliggaamsweiswerk kan die gebruik van laser dieppenetrasie-sweisproses die aantal onderdele, vorms en sweisgereedskap aansienlik verminder, en sodoende die liggaamsgewig en produksiekoste verminder.Die laser diep penetrasie sweisproses het egter 'n swak toleransie vir die monteergaping van die gelaste dele, en die monteergaping moet tussen 0,05 en 2 mm beheer word.As die samestellingsgaping te groot is, sal sweisdefekte soos porieë voorkom.
Die huidige navorsing toon dat die sweislas met goeie oppervlakvorming, minder interne defekte en uitstekende meganiese eienskappe verkry kan word deur die prosesparameters van laser diep penetrasie sweiswerk in die sweiswerk van dieselfde materiaal van motorbak te optimaliseer.Die uitstekende meganiese eienskappe van die sweislas kan voldoen aan die behoeftes van die sweiskomponente van die motorbak.In motorsweiswerk is die ongelyke metaallaser dieppenetrasie-sweistegnologie wat deur aluminiumlegering en staal verteenwoordig word, egter nie volwasse nie.Alhoewel sweisnate met uitstekende werkverrigting verkry kan word deur oorgangslae by te voeg, is die invloedmeganisme van verskillende oorgangslaagmateriale op IMC-laag en hul werkingsmeganisme op sweismikrostruktuur nie duidelik nie, en verdere navorsing is nodig.
Laser-draadvul-sweisproses vir motorliggaam
Die beginsel van die laservuldraadsweisproses is soos volg: 'n sweislas word gevorm deur 'n spesifieke sweisdraad vooraf in die sweislas te vul of die sweisdraad gelyktydig tydens die lasersweisproses te voer.Dit is gelykstaande aan die invoer van ongeveer homogene sweisdraadmateriaal in die sweispoel tydens laser diep penetrasie sweiswerk.Die skematiese diagram van die laservuldraadsweisproses word in Figuur 2 getoon.
FIG.2 Skematiese diagram van laserdraadvulsweisproses
In vergelyking met laser diep penetrasie sweiswerk, het laserdraadvulsweiswerk twee voordele in motorliggaamsweis: eerstens kan dit die toleransie van die samestellingsgaping tussen die motorliggaamsdele wat gesweis moet word aansienlik verbeter, en die probleem oplos dat die laser dieppenetrasie sweiswerk. vereis te veel groefspeling;Tweedens kan die weefselverspreiding van die sweisarea verbeter word deur sweisdrade met verskillende samestelling-inhoude te gebruik, en dan kan die sweiswerkverrigting gereguleer word.
In die proses van die vervaardiging van motors word die laserdraadvul-sweisproses hoofsaaklik gebruik vir die sweis van aluminiumlegering en staaldele van die liggaam.Veral in die sweisproses van aluminiumlegeringsdele van motorbak, is die oppervlakspanning van gesmelte swembad klein, wat maklik tot die ineenstorting van gesmelte swembad kan lei, en die laserdraadvul-sweisproses kan die probleem van ineenstorting van gesmelte swembad beter oplos deur die sweisdraad te smelt.
Lasersoldeertegnologie van motorbak
Die beginsel van lasersoldeerproses is soos volg: die laser word as 'n hittebron gebruik, die laserstraal word na die oppervlak van die sweisdraad verlig nadat dit gefokus is, die sweisdraad word gesmelt, die gesmelte draad val en word gevul tussen die dele wat gesweis moet word, en metallurgiese effekte soos smelting en diffusie vind plaas tussen die vulmetaal en die werkstuk, sodat die werkstuk verbind word.Anders as die laserdraadvul-sweisproses, smelt die lasersoldeerproses net die draad en smelt nie die werkstuk wat gesweis moet word nie.Lasersoldering het goeie sweisstabiliteit, maar die treksterkte van die sweislas is laag.FIG.3 toon die toepassing van lasersoldeerproses by sweiswerk van motorbagdeksels.
FIG.3 Toepassing van lasersoldering in motors: (a) lasersweis van agterkap;(b) Skematiese diagram van lasersoldering
In die proses van sweiswerk van motors, is die lasersolderingsproses hoofsaaklik die sweis van die liggaamsdele met lae gewrigssterktevereistes, soos die sweiswerk tussen die boonste deksel en die sywand van die liggaam, die sweiswerk tussen die boonste en onderste dele van die romp dekking, ens., Volkswagen, Audi en ander hoë-end modelle van die boonste dekking gebruik laser soldeerproses.
Die vernaamste gebreke in lasersweissweisnaat van motorbakwerk sluit in randbyt, porositeit, sweisvervorming, ens. Die defekte kan natuurlik onderdruk word deur prosesparameters aan te pas en multi-fokus lasersoldeerproses te gebruik.
Laserboog saamgestelde sweistegnologie van motorbak
Die beginsel van laserboog-saamgestelde sweisproses is soos volg: met behulp van twee hittebronne van laser en boog om op dieselfde tyd op die oppervlak van die werkstuk wat gesweis moet word in te werk, word die werkstuk gesmelt en gestol om 'n sweislas te vorm.Figuur 4 toon die skematiese diagram van laserboog saamgestelde sweisproses.
FIG.4 Skematiese diagram van laserboog saamgestelde sweisproses
Laserboog-saamgestelde sweiswerk het die voordele van beide lasersweis en boogsweis: eerstens, onder die werking van dubbele hittebronne, word die sweisspoed verbeter, die hitte-invoer is klein, die sweisvervorming is klein en die kenmerke van lasersweiswerk in stand gehou word;Tweedens, dit het beter oorbruggingsvermoë en groter verdraagsaamheid van samestellingsgaping;Derdens is die stollingstempo van die gesmelte swembad stadig, wat bevorderlik is om sweisdefekte soos porieë en krake uit te skakel en die struktuur en werkverrigting van die hitte-geaffekteerde sone te verbeter.Vierdens, as gevolg van die effek van die boog, kan dit materiale met hoë reflektiwiteit en hoë termiese geleidingsvermoë sweis, en die reeks toepassingsmateriaal is wyer.
In die proses van motorbakvervaardiging is die laserboog-saamgestelde sweisproses hoofsaaklik om aluminiumlegeringskomponente van die liggaam en aluminium-staal verskillende metale te sweis, en sweiswerk word uitgevoer vir dele met groot monteringsgapings, soos die sweis van dele van die motordeur, want die monteringsgaping is bevorderlik vir die spel van die brugprestasie van laserboog-saamgestelde sweiswerk.Boonop word laser-MIG-boog saamgestelde sweistegnologie ook toegepas op die sy boonste balkposisie van die Audi-bak.
In die proses van motorliggaamsweiswerk het laserboog-saamgestelde sweiswerk die voordeel van groter gapingtoleransie as enkellasersweiswerk, maar die relatiewe posisie van laser en boog, lasersweisparameters, boogparameters en ander faktore moet omvattend oorweeg word.Die hitte- en massa-oordraggedrag in laserboogsweiswerk is kompleks, veral die meganisme van energieregulering en IMC-dikte- en struktuurregulering in sweiswerk met verskillende materiaal is nog onduidelik, en verdere navorsing is nodig.
Ander motorliggaamlasersweisprosesse
Laser diep penetrasie sweiswerk, laser draad vul sweiswerk, laser soldering en laserboog saamgestelde sweiswerk en ander sweisprosesse was meer volwasse teorie en uitgebreide praktiese toepassings.Met die verbetering van die motorindustrie se vereistes vir die doeltreffendheid van liggaamssweiswerk en die toename in die vraag na ongelyksoortige materiale is daar aandag geskenk aan sweiswerk in liggewig-motorvervaardiging, laserpuntsweiswerk, laserswaaisweiswerk, multilaserstraalsweiswerk en laservlugsweiswerk aan.
Laserpuntsweisproses
Laserpuntsweis is 'n gevorderde lasersweistegnologie, wat die voordele van vinnige sweisspoed en hoë sweispresisie inhou.Die basiese beginsel van laserpuntsweiswerk is om die laserstraal na 'n sekere punt te fokus op die deel wat gesweis moet word, sodat die metaal by die punt onmiddellik gesmelt word, deur die laserdigtheid aan te pas om termiese geleidingsweis- of diepsmeltsweiseffek te verkry , wanneer die laserstraal ophou werk, vloei die vloeibare metaal terug, gestol om 'n verbinding te vorm.
Daar is twee hoofvorme van laserpuntsweis: gepulseerde laserpuntsweiswerk en deurlopende laserpuntsweiswerk.Gepulseerde laserpuntsweislaserstraalpiekenergie is hoog, maar die aksietyd is kort, gewoonlik gebruik vir magnesiumlegering, aluminiumlegering en ander ligte metale sweiswerk.Die gemiddelde krag van laserstraal in deurlopende laserpuntsweiswerk is hoog, die laseraksietyd is lank, en dit word wyd gebruik in staalsweiswerk.
Wat motorliggaamsweiswerk betref, in vergelyking met weerstandspuntsweiswerk, het laserpuntsweiswerk die voordele van nie-kontak, kolsweisbaan kan onafhanklik ontwerp word, ens., Wat kan voldoen aan die vereistes van hoë kwaliteit sweiswerk onder verskillende skoot gapings van motor liggaam materiaal.
Laser swaai sweisproses
Laserswaaisweis is 'n nuwe lasersweistegnologie wat in onlangse jare voorgestel is, wat wyd besorg is.Die beginsel van hierdie tegnologie is: deur 'n galvanometergroep op die lasersweiskop te integreer, is die laserstraal vinnig, ordelik en binne 'n klein reeks, om sodoende die effek te verkry van die laserstraal wat vorentoe beweeg terwyl dit geroer word.
Die belangrikste swaaibane in die laserswaai-sweisproses sluit in dwarsswaai, longitudinale swaai, sirkelvormige swaai en oneindige swaai.Die laserswaai-sweisproses het aansienlike voordele in die sweis van 'n motorbak.Onder die aksie van die laserstraalswaai word die vloeitoestand van die gesmelte swembad aansienlik verander.Daarom kan die proses nie net die ongesmelte defek uitskakel, korrelverfyning bereik en die porositeit in die sweiswerk van dieselfde motorbakmateriaal onderdruk nie.Daarbenewens kan dit ook die probleme verbeter, soos onvoldoende vermenging van verskillende materiale en swak meganiese eienskappe van sweislasse in die sweis van heterogene materiale van motorbak.
Multi-laserstraal sweisproses
Tans kan die optiese vesellaser in veelvuldige laserstrale verdeel word deur 'n splitsermodule wat in die sweiskop geïnstalleer is.Multi-laser balk sweiswerk is gelykstaande aan die toepassing van veelvuldige hittebronne in die sweisproses, deur die energieverspreiding van die balk aan te pas, kan verskillende balke verskillende funksies bereik, soos: die balk met hoër energiedigtheid is die hoofbalk, verantwoordelik vir diep penetrasie sweiswerk;Die laer energiedigtheid van die straal kan die oppervlak van die materiaal skoonmaak en voorverhit, en die absorpsie van laserstraalenergie deur die materiaal verhoog.
Gegalvaniseerde hoë-sterkte staal materiaal word wyd gebruik in motor liggaam.Multi-laserstraal-sweistegnologie kan die verdampingsgedrag van sinkdamp en die dinamiese gedrag van gesmelte swembad in die sweisproses van gegalvaniseerde staalplaat verbeter, die sputterprobleem verbeter en die treksterkte van sweiswerk verbeter.
Laservlugsweisproses
Die laservlugsweistegnologie is 'n nuwe lasersweistegnologie, wat hoë sweisdoeltreffendheid het en onafhanklik ontwerp kan word.Die basiese beginsel van laservlugsweiswerk is dat wanneer die laserstraal op die X- en Y-spieëls van die skanderingspieël inval, die Hoek van die spieël deur onafhanklike programmering beheer word om die afbuiging van die laserstraal teen enige hoek te bereik.
Die tradisionele lasersweiswerk van motorbak maak hoofsaaklik staat op die sinchroniese beweging van lasersweiskop wat deur sweisrobot aangedryf word om sweiseffek te verkry.Die sweisdoeltreffendheid van motorbakwerk word egter ernstig beperk deur die herhalende wederkerende beweging van sweisrobot as gevolg van die groot aantal sweislasse en lang lengte van sweislasse.Daarenteen hoef laservlugsweiswerk net die hoek van die spieël aan te pas om sweiswerk binne 'n sekere reeks te bereik.Daarom kan laservlugsweistegnologie die sweisdoeltreffendheid aansienlik verbeter en het breë toepassingsvooruitsigte.
Opsomming en vooruitsig
Met die ontwikkeling van die motorbedryf sal die toekomstige liggaamsweistegnologie voortgaan om in twee aspekte te ontwikkel: sweisproses en intelligente tegnologie.
Motorbak, veral nuwe energievoertuigbakwerk, ontwikkel in die rigting van liggewig.Liggewig legerings, saamgestelde materiale en verskillende materiale sal meer algemeen in motorbak gebruik word, konvensionele lasersweisproses is moeilik om aan sy sweisvereistes te voldoen, so 'n hoë-gehalte en doeltreffende sweisproses sal die toekomstige ontwikkelingstendens word.
In onlangse jare was opkomende lasersweisprosesse, soos laserswaaisweis, multilaserstraalsweis, laservlugsweiswerk, ens., voorlopige teoretiese navorsing en prosesverkenning in terme van sweiskwaliteit en sweisdoeltreffendheid.In die toekoms is dit nodig om die opkomende laser sweisproses noukeurig te kombineer met liggewig materiale en verskillende materiale sweis tonele van motor liggaam, doen in-diepte navorsing oor die ontwerp van laserstraal swaai trajek, die aksie meganisme van multi-laser straal energie en die verbetering van vlugsweisdoeltreffendheid, en verken 'n volwasse liggewig-motorliggaamsweisproses.
Die lasersweistegnologie van motorbakwerk is diep geïntegreer met intelligente tegnologie.Die intydse persepsie van lasersweistoestand van motorbakwerk en die terugvoerbeheer van prosesparameters speel 'n deurslaggewende rol in sweiskwaliteit.Die huidige intelligente lasersweistegnologie word meestal gebruik vir voor-sweisbaanbeplanning en -opsporing en na-sweis kwaliteit inspeksie.By die huis en in die buiteland is die navorsing oor sweisdefekte-opsporing en parameter-aanpasbare beheer nog in die beginstadium, en die lasersweisprosesparameter-aanpasbare beheertegnologie is nie in die vervaardiging van motorbakwerk toegepas nie.
Daarom, in die lig van die toepassingseienskappe van lasersweistegnologie in die proses van motorliggaamsweiswerk, moet 'n intelligente waarnemingstelsel vir lasersweiswerk met gevorderde multisensors as die kern en 'n hoëspoed- en hoëpresisie-sweisrobotbeheerstelsel wees ontwikkel in die toekoms om die intydse en akkuraatheid van alle aspekte van intelligente lasersweistegnologie te verseker.Maak die skakel oop van "voor-sweisbaanbeplanning - parameter-aanpasbare beheer van sweiskwaliteit aanlyn opsporing na sweis" om hoë gehalte en doeltreffende verwerking te verseker.
Postyd: 16 Oktober 2023