Michakato minane ya kulehemu ya laser katika utengenezaji wa mwili wa gari

Utangulizi

Kwa vile chombo cha gari ndicho kibeba sehemu zingine za gari, teknolojia ya utengenezaji wake huamua moja kwa moja ubora wa jumla wa utengenezaji wa gari.Kulehemu ni mchakato muhimu wa uzalishaji katika mchakato wa utengenezaji wa mwili wa gari.Kwa sasa, teknolojia za kulehemu zinazotumiwa kwa kulehemu mwili wa magari ni pamoja na kulehemu mahali pa kupinga, kulehemu kwa MIG, kulehemu kwa MAG na kulehemu kwa laser.

Teknolojia ya kulehemu ya laser kama teknolojia ya kulehemu ya hali ya juu ya uunganishaji wa optoelectromechanical, ikilinganishwa na teknolojia ya kulehemu ya jadi ya mwili wa magari, ina faida za msongamano mkubwa wa nishati, kasi ya kulehemu haraka, mkazo mdogo wa kulehemu na deformation, na unyumbulifu mzuri.

Muundo wa mwili wa gari ni ngumu, na vifaa vyake ni nyembamba-na ukuta na curved.Uchomeleaji wa mwili wa gari unakabiliwa na matatizo fulani, kama vile mabadiliko ya nyenzo za mwili, unene tofauti wa sehemu za mwili, njia mbalimbali za kulehemu na aina za viungo.Kwa kuongeza, kulehemu kwa mwili wa gari kuna mahitaji ya juu juu ya ubora wa kulehemu na ufanisi wa kulehemu.

Kulingana na vigezo sahihi vya mchakato wa kulehemu, kulehemu kwa laser kunaweza kuhakikisha nguvu ya juu ya uchovu na ushupavu wa athari wa vipengele muhimu vya mwili wa gari, ili kuhakikisha ubora wa kulehemu na maisha ya huduma ya mwili wa gari.Teknolojia ya kulehemu ya laser inaweza kukabiliana na aina tofauti za viungo, unene tofauti na aina tofauti za nyenzo za sehemu za mwili za kulehemu, ili kukidhi mahitaji rahisi ya utengenezaji wa mwili wa magari.Kwa hiyo, teknolojia ya kulehemu laser ni njia muhimu ya kiufundi kufikia maendeleo ya ubora wa sekta ya magari.

Teknolojia ya kulehemu ya laser ya mwili wa gari

Teknolojia ya kulehemu ya kupenya ya laser ya mwili wa gari

Kanuni ya mchakato wa kulehemu wa kupenya kwa kina cha laser (Mchoro 1) ni kama ifuatavyo: wakati wiani wa nguvu ya laser unafikia kiwango fulani, uso wa nyenzo huvukiza, na kutengeneza shimo la ufunguo.Wakati shinikizo la mvuke wa chuma kwenye shimo linapofikia usawa wa nguvu na shinikizo la tuli na mvutano wa uso wa kioevu kinachozunguka, laser inaweza kuwashwa hadi chini ya shimo kupitia tundu la ufunguo, na kwa harakati ya boriti ya laser, kuendelea. weld huundwa.Wakati wa mchakato wa kulehemu wa kupenya kwa kina cha laser, hakuna haja ya kuongeza flux msaidizi au kujaza, na vifaa vya workpiece vinaweza kuunganishwa pamoja.

              FIG.Mchoro wa 1 wa mchakato wa kulehemu wa kupenya kwa laser

Weld iliyopatikana kwa kulehemu ya kupenya kwa laser kwa ujumla ni laini na sawa, na deformation ni ndogo, ambayo inafaa kwa kuboresha usahihi wa utengenezaji wa mwili wa gari.Nguvu ya juu ya nguvu ya weld inahakikisha ubora wa kulehemu wa mwili wa gari.Kasi ya kulehemu ni ya haraka, ambayo inafaa kwa kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa kulehemu.

Katika mchakato wa kulehemu mwili wa gari, utumiaji wa mchakato wa kulehemu wa kupenya kwa laser unaweza kupunguza sana idadi ya sehemu, ukungu na zana za kulehemu, na hivyo kupunguza uzito wa mwili na gharama za uzalishaji.Walakini, mchakato wa kulehemu wa kupenya kwa kina wa laser una uvumilivu duni kwa pengo la kusanyiko la sehemu zilizo svetsade, na pengo la kusanyiko linahitaji kudhibitiwa kati ya 0.05 na 2 mm.Ikiwa pengo la mkusanyiko ni kubwa sana, kasoro za kulehemu kama vile pores zitatokea.

Utafiti wa sasa unaonyesha kuwa weld yenye uso mzuri wa kutengeneza, kasoro ndogo za ndani na mali bora za mitambo zinaweza kupatikana kwa kuboresha vigezo vya mchakato wa kulehemu kwa kupenya kwa laser katika kulehemu kwa nyenzo sawa za mwili wa gari.Mali bora ya mitambo ya weld inaweza kukidhi mahitaji ya vipengele vya kulehemu vya mwili wa magari.Hata hivyo, katika kulehemu mwili wa gari, teknolojia ya kulehemu ya kupenya kwa kina ya laser ya chuma inayowakilishwa na aloi ya alumini na chuma haijakomaa.Ingawa mishono ya kulehemu yenye utendakazi bora zaidi inaweza kupatikana kwa kuongeza tabaka za mpito, utaratibu wa ushawishi wa nyenzo tofauti za safu ya mpito kwenye safu ya IMC na utaratibu wao wa utekelezaji kwenye muundo mdogo wa weld hauko wazi, na utafiti zaidi unahitajika.

Mchakato wa kulehemu wa kujaza waya wa gari la laser

Kanuni ya mchakato wa kulehemu wa waya ya laser filler ni kama ifuatavyo: pamoja na svetsade huundwa kwa kujaza kabla ya waya maalum ya kulehemu katika weld au kulisha waya wa kulehemu wakati huo huo wakati wa mchakato wa kulehemu laser.Hii ni sawa na kuingiza waya wa kulehemu takriban homogeneous kwenye bwawa la kulehemu wakati wa kulehemu kwa kupenya kwa kina cha laser.Mchoro wa mchoro wa mchakato wa kulehemu wa waya wa kichungi cha laser umeonyeshwa kwenye Mchoro 2.

FIG.2 Mchoro wa mchoro wa mchakato wa kulehemu wa kujaza waya wa laser

Ikilinganishwa na kulehemu kwa kupenya kwa kina cha laser, kulehemu kwa waya ya laser ina faida mbili katika kulehemu kwa mwili wa kiotomatiki: kwanza, inaweza kuboresha sana uvumilivu wa pengo la kusanyiko kati ya sehemu za mwili za kuunganishwa, na kutatua shida ambayo kulehemu kwa kupenya kwa laser. inahitaji kibali kikubwa cha groove;Pili, usambazaji wa tishu wa eneo la weld unaweza kuboreshwa kwa kutumia waya za kulehemu na yaliyomo tofauti ya utungaji, na kisha utendaji wa weld unaweza kudhibitiwa.

Katika mchakato wa utengenezaji wa mwili wa gari, mchakato wa kulehemu wa kujaza waya wa laser hutumiwa hasa kwa aloi ya alumini ya kulehemu na sehemu za chuma za mwili.Hasa katika mchakato wa kulehemu wa sehemu za aloi ya alumini ya mwili wa gari, mvutano wa uso wa bwawa la kuyeyuka ni ndogo, ambayo ni rahisi kusababisha kuanguka kwa bwawa la kuyeyuka, na mchakato wa kulehemu wa kujaza waya wa laser unaweza kutatua shida ya kuanguka kwa bwawa la kuyeyuka. kwa kuyeyusha waya wa kulehemu.

Teknolojia ya laser brazing ya mwili wa gari

Kanuni ya mchakato wa kuimarisha laser ni kama ifuatavyo: laser hutumiwa kama chanzo cha joto, boriti ya laser inaangazwa kwenye uso wa waya wa kulehemu baada ya kuzingatia, waya wa kulehemu huyeyuka, waya iliyoyeyuka huanguka na kujazwa kati ya waya wa kulehemu. sehemu za kuunganishwa, na athari za metallurgiska kama vile kuyeyuka na kueneza hutokea kati ya chuma cha kujaza na workpiece, ili workpiece iunganishwe.Tofauti na mchakato wa kulehemu wa kujaza waya wa laser, mchakato wa kuimarisha laser huyeyusha waya tu na hauyeyushi workpiece ili kuunganishwa.Laser brazing ina utulivu mzuri wa kulehemu, lakini nguvu ya kuvuta ya weld ni ya chini.FIG.3 inaonyesha utumiaji wa mchakato wa kuwasha laser katika kulehemu kwa kifuniko cha gari.

FIG.3 Matumizi ya laser brazing katika gari: (a) kulehemu laser ya kofia ya nyuma;(b) Mchoro wa kimkakati wa ukabaji wa leza

Katika mchakato wa kulehemu mwili wa gari, mchakato wa kuwasha laser ni kulehemu hasa sehemu za mwili na mahitaji ya chini ya nguvu ya viungo, kama vile kulehemu kati ya kifuniko cha juu na ukuta wa upande wa mwili, kulehemu kati ya sehemu za juu na za chini za shina. kifuniko, nk, Volkswagen, Audi na mifano mingine ya juu ya kifuniko cha juu hutumia mchakato wa kuimarisha laser.

Kasoro kuu katika mshono wa kulehemu wa laser wa mwili wa gari ni pamoja na kuuma kingo, porosity, deformation ya weld, nk. Kasoro zinaweza kukandamizwa kwa kurekebisha vigezo vya mchakato na kutumia mchakato wa kulenga laser unaozingatia anuwai.

Teknolojia ya kulehemu ya mchanganyiko wa laser ya mwili wa gari

Kanuni ya mchakato wa kulehemu wa mchanganyiko wa laser-arc ni kama ifuatavyo: kwa kutumia vyanzo viwili vya joto vya laser na arc kutenda juu ya uso wa workpiece kuwa svetsade wakati huo huo, workpiece ni kuyeyuka na kuimarishwa ili kuunda weld.Mchoro wa 4 unaonyesha mchoro wa mchoro wa mchakato wa kulehemu wa mchanganyiko wa laser-arc.

FIG.4 Mchoro wa mpangilio wa mchakato wa kulehemu wa mchanganyiko wa laser-arc

Ulehemu wa mchanganyiko wa laser-arc una faida za kulehemu kwa laser na kulehemu kwa arc: kwanza, chini ya hatua ya vyanzo vya joto mara mbili, kasi ya kulehemu inaboreshwa, pembejeo ya joto ni ndogo, deformation ya weld ni ndogo, na sifa za kulehemu laser. hudumishwa;Pili, ina uwezo bora wa kuziba na uvumilivu mkubwa wa pengo la mkusanyiko;Tatu, kasi ya uimarishaji wa dimbwi la maji ni polepole, ambayo inafaa kwa kuondoa kasoro za kulehemu kama vile vinyweleo na nyufa, na kuboresha muundo na utendaji wa eneo lililoathiriwa na joto.Nne, kutokana na athari ya arc, inaweza kulehemu vifaa na kutafakari juu na conductivity ya juu ya mafuta, na aina mbalimbali za vifaa vya maombi ni pana.

Katika mchakato wa utengenezaji wa mwili wa gari, mchakato wa kulehemu wa mchanganyiko wa laser-arc ni hasa kulehemu vipengele vya aloi ya aluminium ya mwili na metali tofauti za alumini-chuma, na kulehemu hufanywa kwa sehemu zilizo na mapungufu makubwa ya kusanyiko, kama vile kulehemu sehemu za mlango wa gari, kwa sababu pengo la kusanyiko linafaa kwa uchezaji wa utendaji wa daraja la kulehemu la mchanganyiko wa laser-arc.Kwa kuongeza, teknolojia ya kulehemu ya mchanganyiko wa laser-MIG arc pia inatumika kwa nafasi ya juu ya boriti ya mwili wa Audi.

Katika mchakato wa kulehemu mwili wa gari, kulehemu kwa mchanganyiko wa laser-arc kuna faida ya uvumilivu mkubwa wa pengo kuliko kulehemu moja ya laser, lakini nafasi ya jamaa ya laser na arc, vigezo vya kulehemu laser, vigezo vya arc na mambo mengine yanapaswa kuzingatiwa kwa undani.Tabia ya uhamishaji wa joto na wingi katika kulehemu ya laser-arc ni ngumu, hasa utaratibu wa udhibiti wa nishati na unene wa IMC na udhibiti wa muundo katika kulehemu nyenzo tofauti bado haijulikani, na utafiti zaidi unahitajika.

Michakato mingine ya kulehemu ya laser ya mwili wa magari

Ulehemu wa kupenya kwa kina wa laser, kulehemu kwa kujaza waya wa laser, uwekaji wa laser brazing na ulehemu wa mchanganyiko wa laser-arc na michakato mingine ya kulehemu imekuwa nadharia ya kukomaa zaidi na matumizi ya kina ya vitendo.Pamoja na uboreshaji wa mahitaji ya tasnia ya magari kwa ufanisi wa kulehemu mwili na kuongezeka kwa mahitaji ya kulehemu vifaa tofauti katika utengenezaji wa magari nyepesi, kulehemu mahali pa laser, kulehemu kwa swing laser, kulehemu kwa boriti za laser nyingi na kulehemu kwa ndege ya laser kumezingatiwa. kwa.

Mchakato wa kulehemu wa laser 

Ulehemu wa doa la laser ni teknolojia ya juu ya kulehemu ya laser, ambayo ina faida za kasi ya kulehemu haraka na usahihi wa juu wa kulehemu.Kanuni ya msingi ya kulehemu doa ya laser ni kuzingatia boriti ya laser kwa hatua fulani kwenye sehemu ya kuunganishwa, ili chuma kwenye hatua hiyo kuyeyuka mara moja, kwa kurekebisha msongamano wa laser ili kufikia kulehemu kwa upitishaji wa mafuta au athari ya kulehemu ya kina. , wakati boriti ya laser inachaacha kutenda, reflow ya chuma kioevu, imara ili kuunda pamoja.

Kuna aina mbili kuu za kulehemu doa la laser: kulehemu kwa madoa ya laser na kulehemu kwa doa ya laser inayoendelea.Pulsed laser doa kulehemu laser boriti kilele nishati ni ya juu, lakini hatua ya muda ni mfupi, kwa ujumla kutumika kwa ajili ya aloi ya magnesiamu, aloi ya alumini na metali nyingine mwanga kulehemu.Nguvu ya wastani ya boriti ya laser katika kulehemu inayoendelea ya laser ni ya juu, wakati wa hatua ya laser ni mrefu, na hutumiwa sana katika kulehemu chuma.

Kwa upande wa kulehemu mwili wa gari, ikilinganishwa na kulehemu doa upinzani, kulehemu doa laser ina faida ya mashirika yasiyo ya kuwasiliana, doa kulehemu trajectory inaweza iliyoundwa kwa kujitegemea, nk, ambayo inaweza kukidhi mahitaji ya kulehemu ubora chini ya mapengo tofauti Lap ya vifaa vya mwili wa gari.

Mchakato wa kulehemu wa swing laser

Ulehemu wa swing ya laser ni teknolojia mpya ya kulehemu ya laser iliyopendekezwa katika miaka ya hivi karibuni, ambayo imekuwa na wasiwasi sana.Kanuni ya teknolojia hii ni: kwa kuunganisha kikundi cha galvanometer kwenye kichwa cha kulehemu cha laser, boriti ya laser ni haraka, kwa utaratibu na katika safu ndogo, ili kufikia athari ya boriti ya laser inayoendelea mbele wakati wa kuchochea.

Njia kuu za swing katika mchakato wa kulehemu wa swing ya laser ni pamoja na swing ya kupita kinyume, swing ya longitudinal, swing ya mviringo na swing isiyo na mwisho.Mchakato wa kulehemu wa swing laser una faida kubwa katika kulehemu kwa mwili wa gari.Chini ya hatua ya swing ya boriti ya laser, hali ya mtiririko wa bwawa la kuyeyuka hubadilishwa sana.Kwa hivyo, mchakato hauwezi tu kuondoa kasoro isiyojumuishwa, kufikia uboreshaji wa nafaka na kukandamiza porosity katika kulehemu kwa nyenzo sawa za mwili wa gari.Kwa kuongezea, inaweza pia kuboresha shida kama vile mchanganyiko wa kutosha wa vifaa tofauti na mali duni ya mitambo ya welds katika kulehemu kwa vifaa vingi vya mwili wa gari.

 Mchakato wa kulehemu wa boriti nyingi za laser

Kwa sasa, laser ya fiber ya macho inaweza kugawanywa katika mihimili ya laser nyingi na moduli ya splitter iliyowekwa kwenye kichwa cha kulehemu.Ulehemu wa boriti ya laser nyingi ni sawa na kutumia vyanzo vingi vya joto katika mchakato wa kulehemu, kwa kurekebisha usambazaji wa nishati ya boriti, mihimili tofauti inaweza kufikia kazi tofauti, kama vile: boriti yenye msongamano mkubwa wa nishati ni boriti kuu, inayohusika na kina kirefu. kulehemu kupenya;Uzito wa chini wa nishati ya boriti unaweza kusafisha na joto la uso wa nyenzo, na kuongeza ngozi ya nishati ya boriti ya laser na nyenzo.

Nyenzo za chuma zenye nguvu nyingi za mabati hutumiwa sana katika mwili wa gari.Teknolojia ya kulehemu ya miale ya laser nyingi inaweza kuboresha tabia ya uvukizi wa mvuke wa zinki na tabia inayobadilika ya bwawa lililoyeyushwa katika mchakato wa kulehemu wa sahani ya chuma ya mabati, kuboresha tatizo la sputtering, na kuongeza nguvu ya kuvuta ya weld.

 Mchakato wa kulehemu ndege ya laser

Teknolojia ya kulehemu ya ndege ya laser ni teknolojia mpya ya kulehemu ya laser, ambayo ina ufanisi mkubwa wa kulehemu na inaweza kuundwa kwa kujitegemea.Kanuni ya msingi ya kulehemu kwa ndege ya laser ni kwamba wakati boriti ya leza inapotokea kwenye vioo vya X na Y vya kioo cha skanning, Pembe ya kioo inadhibitiwa na upangaji wa kujitegemea ili kufikia kupotoka kwa boriti ya leza kwenye Pembe yoyote.

Ulehemu wa kitamaduni wa leza wa mwili wa gari hutegemea sana mwendo wa kusawazisha wa kichwa cha kulehemu cha laser kinachoendeshwa na roboti ya kulehemu ili kufikia athari ya kulehemu.Hata hivyo, ufanisi wa kulehemu wa mwili wa gari ni mdogo sana na mwendo wa kurudia unaorudiwa wa roboti ya kulehemu kutokana na idadi kubwa ya welds na urefu mrefu wa welds.Kwa kulinganisha, kulehemu kwa ndege ya laser inahitaji tu kurekebisha Angle ya kioo ili kufikia kulehemu ndani ya safu fulani.Kwa hiyo, teknolojia ya kulehemu ya ndege ya laser inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa kulehemu na ina matarajio makubwa ya maombi.

Muhtasari na matarajio

Pamoja na maendeleo ya sekta ya magari, teknolojia ya kulehemu ya mwili ya baadaye itaendelea kuendeleza katika nyanja mbili: mchakato wa kulehemu na teknolojia ya akili.

Mwili wa gari, haswa mwili mpya wa gari la nishati, unakua katika mwelekeo wa uzani mwepesi.Aloi nyepesi, vifaa vya mchanganyiko na vifaa tofauti vitatumika sana katika mwili wa gari, mchakato wa kulehemu wa kawaida wa laser ni ngumu kukidhi mahitaji yake ya kulehemu, kwa hivyo mchakato wa kulehemu wa hali ya juu na mzuri utakuwa mwenendo wa maendeleo ya siku zijazo.

Katika miaka ya hivi karibuni, michakato ya kulehemu ya laser inayoibuka, kama vile kulehemu kwa swing ya laser, kulehemu kwa boriti ya laser nyingi, kulehemu kwa ndege ya laser, n.k., imekuwa utafiti wa kinadharia na uchunguzi wa mchakato katika suala la ubora wa kulehemu na ufanisi wa kulehemu.Katika siku zijazo, inahitajika kuchanganya kwa karibu mchakato wa kulehemu unaoibuka wa laser na vifaa vyepesi na vifaa tofauti vya kulehemu vya mwili wa gari, kufanya utafiti wa kina juu ya muundo wa trajectory ya swing ya boriti ya laser, utaratibu wa utekelezaji wa nishati ya boriti ya laser nyingi. na uboreshaji wa ufanisi wa kulehemu kwenye ndege, na kuchunguza mchakato wa kulehemu wa mwili wa gari uliokomaa.

Teknolojia ya kulehemu ya laser ya mwili wa gari imeunganishwa kwa undani na teknolojia ya akili.Mtazamo wa wakati halisi wa hali ya kulehemu ya laser ya mwili wa gari na udhibiti wa maoni ya vigezo vya mchakato una jukumu muhimu katika ubora wa kulehemu.Teknolojia ya sasa ya akili ya kulehemu ya laser hutumiwa zaidi kwa upangaji wa njia za kabla ya kulehemu na ufuatiliaji na ukaguzi wa ubora wa baada ya kulehemu.Nyumbani na nje ya nchi, utafiti juu ya ugunduzi wa kasoro ya kulehemu na udhibiti wa urekebishaji wa kigezo bado uko katika hatua ya awali, na teknolojia ya kudhibiti urekebishaji ya mchakato wa kulehemu wa laser haijatumika katika utengenezaji wa mwili wa gari.

Kwa hivyo, kwa kuzingatia sifa za matumizi ya teknolojia ya kulehemu ya laser katika mchakato wa kulehemu mwili wa gari, mfumo wa akili wa kulehemu wa laser na sensorer za hali ya juu kama msingi na mfumo wa udhibiti wa roboti ya kasi ya juu na ya juu inapaswa kuwa. maendeleo katika siku zijazo ili kuhakikisha muda halisi na usahihi wa masuala yote ya teknolojia ya akili ya kulehemu laser.Fungua kiungo cha "mipango ya trajectory ya kabla ya kulehemu - udhibiti wa kigezo wa kukabiliana na ugunduzi wa ubora wa mtandaoni baada ya kulehemu" ili kuhakikisha usindikaji wa ubora na ufanisi.