Pateicoties liela enerģijas blīvuma, dziļas iespiešanās, augstas precizitātes un lielas pielāgojamības priekšrocībām, lāzera metināšana ir plaši novērtēta kosmiskās aviācijas, mašīnbūves, elektronikas, autobūves, kuģu būves un kodolenerģijas inženierijas jomā. Īpaši automobiļu ražošanā lāzera metināšana ir plaši izmantota gan virsbūvju montāžā, gan automašīnu detaļu ražošanā.
Pateicoties tā priekšrocībām kā augsts enerģijas blīvums, dziļa iespiešanās, augsta precizitāte un spēcīga pielāgošanās, lāzera metināšana ir plaši novērtēta kosmiskās aviācijas, mašīnu, elektronikas, automobiļu, kuģu būves un kodolenerģijas inženierijas jomā. Īpaši automobiļu ražošanā lāzera metināšana ir plaši izmantota gan virsbūvju montāžā, gan automašīnu detaļu ražošanā. Saskaņā ar atbilstošo statistiku, attīstītajās Eiropas un Amerikas rūpniecības valstīs 50% līdz 70% auto detaļu tiek pabeigtas ar lāzera apstrādi. Starp tiem galvenokārt tiek izmantota lāzera metināšana un griešana. Lāzera metināšana ir kļuvusi par standarta procesu automobiļu ražošanā.
Lāzera metināšanas pielietošanas tehnoloģija
1.Lazermetināšanas tehnoloģija automašīnas virsbūvei
Automašīnas korpuss ir tipiska plānas plāksnes un apvalka struktūra. Tas ir izgatavots no zemu sakausējumu augstas stiprības plānas tērauda plāksnes, štancējot, sagriežot un veidojot apvalkā, un tiek samontēts, metinot. Metināšanas punktu skaits korpusa montāžā var sasniegt vairākus tūkstošus. Tradicionālajā metināšanā tiek izmantots pretestības punktmetināšanas process. Pretestības vietas metināšanas procesā tiek izmantoti divi elektrodi, lai saspiestu sagatavi no diviem virzieniem, spiedienam un enerģijai abos klēpja gabalos izveidotu lodēšanas savienojumu starp saskares virsmām un metinātu sagataves kopā. Lai izpildītu prasības attiecībā uz salīmēšanu un formu, starp lodēšanas savienojumiem jāsaglabā noteikts intervāls. Punktmetināšanas laikā metināšanas stangas tiek metinātas zem sagataves malas, un atloka platumam jābūt 16 mm; kamēr metināšana ar lāzeru ir vienpusēja metināšana, atloka platums ir tikai 5 mm. Vietējās metināšanas nomaiņa pret lāzera metināšanu vien var ietaupīt 40 kg tērauda uz automašīnu.
Šaurās un dziļās metināšanas šuves, ko veido lāzera metināšana, viegli iekļūst sagatavē. Starp lāzera galvu un metināmajām detaļām nav mehāniska kontakta, kā arī nav apstrādes mehāniskās slodzes. Lāzera metināšanas šuves stiepes izturība un noguruma izturība ir līdzvērtīga pamatmateriāla izturībai un atbilst nestspējas prasībām. Tas var samazināt sastāvdaļas materiāla biezumu un samazināt ķermeņa svaru. Tajā pašā laikā, tā kā lāzera metināšanu kontrolē dators, tai ir liela elastība un manevrēšanas spēja, un ar to var metināt durvis, deflektoru, pārnesumu, instrumentu paneli ar īpašām formām. Kopā ar optisko šķiedru pārraides sistēmām un robotiem jūs varat automatizēt automobiļu montāžas līnijas.
2.Lāzera šūšanas tehnoloģija
Lāzera šuves metināšanas tehnoloģija ir viena no veiksmīgākajām un acīmredzamākajām lāzera metināšanas priekšrocībām automobiļu rūpniecībā. Kad automobiļu rūpniecība pirmo reizi izmantoja speciāli metinātas plāksnes, tas galvenokārt bija jāatrisina ar velmētavas velmētās tērauda plāksnes nepietiekamā platuma problēmu un jāatbilst autobūves nozares prasībām attiecībā uz platām plāksnēm, izmantojot speciāli metinātu tehnoloģiju. Attīstoties automobiļu rūpniecībai, tiek speciāli metinātas plāksnes izstrādātas diferenciālo biezo plākšņu virzienā, un dažāda biezuma tērauda plāksnes var tikt speciāli metinātas. Šajā laikā ir patiešām sasniegts speciāli metinātu automobiļu tērauda plākšņu mērķis. Ar lāzeru speciāli metinātu plākšņu tehnoloģijas izgudrojums pirmo reizi tika izmantots Audi 100 ražošanā 1985. gadā. Lāzera drēbnieka metināšanas tehnoloģija ir izvēlēties tērauda plāksnes ar dažādu tērauda kategoriju, veidu, klasi un biezumu atbilstoši dažādu detaļu veiktspējas prasībām. automašīnas ķermeņa izgatavošanas laikā. Izmantojot lāzergriešanu un speciālu metināšanu, noteiktas automašīnas virsbūves daļas, piemēram, sānu sienas, grīdas plāksnes, durvju iekšējās durvis, statņi utt. (Sk. 1. attēlu) tiek sametinātas kopā un pēc tam apzīmogotas, lai samazinātu transportlīdzekļa ķermeņa svaru, vienlaikus nodrošinot transportlīdzekļa virsbūves izturība. Šim paņēmienam ir vairākas priekšrocības:
1) Samaziniet detaļu, aprīkojuma un procedūru skaitu lielam skaitam štancēšanas procesu. Drēbnieka metināšanu var veidot neatņemami. Atbilstoši atšķirīgajām dažādu detaļu izturības prasībām dažāda biezuma loksnes tiek sametinātas kopā un pēc tam vēlreiz apzīmogotas. Tajā pašā laikā var uzlabot automašīnas virsbūves precizitāti, kā arī samazināt lielu skaitu štancēšanas apstrādes iekārtu, procesu un veidņu.
2) Samaziniet detaļas svaru. Sakarā ar to, ka savienošanai tiek izmantotas dažādas tērauda plāksnes, pārklātas tērauda plāksnes var izmantot, lai palielinātu viegli korozējošu detaļu kalpošanas laiku, plānākas tērauda plāksnes var izmantot detaļām, kuras nenes slodzes vai vieglas kravas, kā arī augstas izturības tēraudu plāksnes var izmantot detaļām, kuras iztur slodzi. Nav vairs nepieciešams metināt stiprinājumus, kas ievērojami vienkāršo virsbūves struktūru, tādējādi samazinot tērauda patēriņu un ražošanas izmaksas, samazinot ķermeņa svaru un galu galā samazinot automašīnas enerģijas patēriņu.
3) uzlabot komponentu strukturālo kvalitāti un uzticamību. Tā kā nepārtrauktas vietas metināšanas un kniedēšanas vietā tiek izmantota nepārtraukta metināšana, transportlīdzekļa virsbūves stingrība, stiprinājums un drošība ir ievērojami uzlabojusies.
4) nodrošina iespēju ražot plaša virsbūves transportlīdzekļus. Sakarā ar velmētavas ierobežojumiem nav iespējams ražot pārāk platas tērauda plāksnes, un arvien aktuālākas kļūst automobiļu prasības platām plāksnēm. Lāzera šuves metināšana ir efektīvs un ekonomisks process. Šūšana ar lāzeru ļauj automašīnai izskatīties skaistāk un ērtāk.
Optimizējiet dizainu, pamatojoties uz korpusa struktūras analīzi, un atlasiet dažas tipiskas tērauda plāksnes speciālai metināšanai, kas var uzlabot materiāla izlietojuma līmeni, novērst sekundāro apstrādes procesu un ievērojami samazināt veidņu skaitu. Pēc tam, kad Japānas Toyota Motor Corporation sānu ražošanas līnijā tika izmantoti speciāli metināti paneļi, detaļu skaits tika samazināts par 66%, veidņu skaits tika samazināts no 20 līdz 4, un materiālu izmantošanas līmenis tika palielināts no No 40% līdz 65%. Izmantojot speciālu lāzera metināšanu, vidēja izmēra automašīna var zaudēt 9 kg, neietekmējot tās izturību.
Pašlaik lielie ārvalstu tērauda uzņēmumi enerģiski attīsta lāzeriem pielāgotas metināšanas ražošanas līnijas. ArcelorMittal ir 35 lāzeriem pielāgotas metināšanas ražošanas līnijas, un tās produkti veido vairāk nekā 50% no Eiropas tirgus; Itālijas Solblank ražo 14 lāzeriem pielāgotas metināšanas ražošanas līnijas, un tā arī plāno izveidot 4 Apvienotajā Karalistē un Amerikas Savienotajās Valstīs lāzeru vajadzībām pielāgotas metināšanas līnijas; ThyssenKrupp ir izveidojis uz lāzeru pielāgotus kopuzņēmumus Indonēzijā un Amerikas Savienotajās Valstīs (Detroitā); British Steel ir izveidojis specializētu centru (uzņēmumu), kas automašīnām var piegādāt pielāgotas sagataves; arī ASV un Japāna Abas ir izveidojušas līdzīgus uzņēmumus. Pašlaik Rietumeiropā saražotās sagataves veido 70% no visas pasaules saražotās produkcijas, 20% saražo Amerikas Savienotajās Valstīs un 10% saražo Japānā.