Avtomobil sanoatida lazerli payvandlash mashinasi

Bundan qirq yildan ko'proq vaqt oldin lazerlar paydo bo'ldi va dunyoni hayratda qoldiradigan kuchli qobiliyatlarni namoyish etdi. Ko'p yillik rivojlanishdan so'ng lazer texnologiyasi turli sohalarga kirib bordi va muhim rol o'ynadi. Avtomobil sanoatida lazer texnologiyasi yanada o'ziga xos bo'lib, lazerli payvandlash, lazerli burg'ulash, lazer markalash keng qo'llaniladi.

1. Lazer texnologiyasining ta'rifi
Lazer 1960-yillarda yangi yorug'lik manbai hisoblanadi. Yaxshi monoxromatiklik, kuchli yo'nalish, yuqori yorqinlik va boshqa xususiyatlar bilan. To'lqin uzunliklari yumshoq rentgen nurlaridan uzoq infraqizilgacha bo'lgan minglab lazerli ishlaydigan moddalar topildi. Lazer texnologiyasi lazer tomonidan ishlab chiqarilgan nurni aks ettirish uchun qutblanuvchi nometalllardan foydalanadi, shuning uchun u katta energiya nurini ishlab chiqarish uchun fokuslash moslamasida to'planadi. Agar markazlashtirilgan nuqta ishlov beriladigan qismga yaqin bo'lsa, ish kuchi millisekundlarda eriydi va bug'lanadi, bu ta'sir payvandlash jarayonida ishlatilishi mumkin.

2. Lazerli payvandlash texnologiyasining maqsadga muvofiqligi
Lazerlar, odatda, lazer nurlarini, asosan, yarim o'tkazgichli (GaAs, InP va boshqalar) lazerlar, qattiq holatdagi (Nd: YAG va boshqalar) lazerlar, gaz (CO2, He-Ne va boshqalar) ishlab chiqaradigan turli xil ishlaydigan moddalarga ko'ra tasniflanadi. ) lazerlar, suyuq (sozlanadigan bo'yoqlar va boshqalar) lazerlar, kimyoviy lazerlar, erkin elektron lazerlar va boshqalar. Ular orasida gaz lazerlari yorug'lik chiqaradigan zarralar sifatida gaz yoki metall bug'larini ishlatadi va bu eng ko'p navlarga ega lazerlar sinfi, eng xilma-xil qo'zg'alish rejimlari, eng keng lazer to'lqin uzunligi taqsimoti mintaqasi, yuqori quvvatli uzluksiz nurlanishni amalga oshirishning eng oson usuli. chiqish va eng keng tarqalgan. Qattiq holatdagi lazer qattiq matritsada qo'shilgan lazer zarralarini ishlab chiqarishdan iborat bo'lib, ularning kontsentratsiyasi gazdan kattaroqdir va shu tariqa katta energiya, yuqori cho'qqi quvvati, ixcham, qattiq va bardoshli nisbatan katta lazer energiyasini olishi mumkin. hokazo. Ushbu ikkita hayajonli material lazeridan foydalanish bo'yicha asosiy lazerli payvandlash.

Lazerli payvandlash texnologiyasini ishlab chiqarish sohasida qo'llash doimiy ravishda o'sib bormoqda, pulsdan uzluksiz, past quvvatdan yuqori quvvatga, yupqa plastinkadan qalin qismlarga, oddiy bir tikuvdan murakkab shakllarga qadar, doimiy evolyutsiya jarayonida lazerli payvandlash. asta-sekin etuk zamonaviy qayta ishlash texnologiyasiga aylanadi. Lazerli payvandlash impulsli lazerli payvandlash va uzluksiz lazerli payvandlashga bo'linadi va uzluksiz payvandlashda issiqlik o'tkazuvchan payvandlash va chuqur penetratsion payvandlashga bo'linishi mumkin. Lazerning chiqish quvvatini yaxshilash, ayniqsa, yuqori quvvatli CO2 lazerining paydo bo'lishi bilan, uyda va chet elda lazer chuqur penetratsiyasi texnologiyasi jadal rivojlandi, eng katta payvandlash chuqurligi-kenglik nisbati 12: 1 ga yetdi, lazerli payvandlash materiallaridan yumshoq po'latdan bugungi kunda galvanizli qatlam, alyuminiy, titanium, mis va keramika materiallarini payvandlashning umumiy rivojlanishi, lazerli payvandlash tezligi daqiqada o'nlab metrga yetdi, lazerli payvandlash texnologiyasi tobora etuklashdi va ishlab chiqarish liniyasiga ko'plab ilovalar. avtomobil ishlab chiqarish liniyasida, masalan, tishli payvandlash, avtomobil tagligi va yuqori tezlikda payvandlashning strukturaviy komponentlari (shu jumladan eshik tanasi) va katta iqtisodiy va ijtimoiy imtiyozlarga erishdi.

Tegishli statistik ma'lumotlarga ko'ra, Evropa va Qo'shma Shtatlar rivojlangan sanoat mamlakatlarida avtomobil qismlarining 50 foizi -70 foizi lazerli ishlov berish bilan yakunlanadi. Asosan lazerli payvandlash va kesishga asoslangan bo'lib, avtomobil sanoatida lazerli payvandlash standart jarayonga aylandi. Tana panellari uchun lazerli payvandlash har xil qalinlikda bo'lishi mumkin va bir-biriga payvandlangan metall plastinkaning turli sirt qoplama qatlamiga ega bo'lishi mumkin, so'ngra shtamplash, panel tuzilishi metallning eng oqilona kombinatsiyasiga erishish uchun amalga oshirilishi mumkin. Lazerli payvandlash tezligi taxminan 4,5 m / min ni tashkil qiladi va ikkilamchi ishlov berishni bartaraf etadigan kichik deformatsiya mavjud. Lazerli payvandlash zarb qilingan qismlarni shtamplangan qismlarga almashtirish jarayonini tezlashtiradi. Lazerli payvandlashdan foydalanish aylana kengligini va ba'zi mustahkamlovchi qismlarni kamaytiradi, shuningdek, korpusning strukturaviy qismlari hajmini siqadi. Buning o'zi tana vaznini 56 kg ga kamaytiradi. lazerli payvandlash tomning qobiqlari va ramkalarini payvandlashda, shuningdek CNC tomonidan boshqariladigan, aylanish vaqti taxminan 16 soniya va haqiqiy payvandlash vaqti atigi 3 soniya bo'lgan va doimiy ravishda ishlashi mumkin bo'lgan transmissiya konvertor qopqoqlarini payvandlash uchun ishlatiladi. Kuniga 24 soat. Kichkina avtomobil uzatish moslamasi va shassisini payvandlash uchun ishlatiladi, lazer nurlari bilan payvandlash tezligi, avtomatlashtirish oson va boshqarish oson va moslashuvchan ishlab chiqarish tizimiga birlashtiriladi, ishlab chiqaruvchining mahsulot dizayni va ishlab chiqarish aylanishini yaxshilash uchun lazer nurlari, tayyor mahsulotlarning parchalanish tezligini kamaytiradi. .

3. Avtomobil sanoatida lazerli payvandlash apparati
Lazerli payvandlashdan foydalanish avtomobil ishlab chiqarish sanoatiga katta iqtisodiy foyda keltirishi mumkin, masalan, ko'p sonli nuqtali payvandlashda tanani yig'ish, ishlov beriladigan qismni payvandlash chetiga mahkamlangan ikkita payvandlash boshi, gardish kengligi 16 mm va lazerli payvandlash. bir tomonlama payvandlash, atigi 5 mm, lazerli payvandlash uchun spotli payvandlash, har bir mashina 40kg po'latni tejash imkonini beradi. an'anaviy spotli payvandlash bilan ikki dona 0.8 mm varaqli po'latdan shtamplash qismlari, o'rtacha 20 ball / min, payvandlash masofasi 25 mm, ya'ni tezligi 0,5 m / min, lazerli payvandlash tezligi bilan payvandlash mumkin 5 m / min yoki undan ko'proq tezlikka erishing. Lazerli payvandlash texnologiyasidan foydalanish nafaqat xarajatlarni kamaytirish, balki ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshirish. Hozirgi vaqtda yuz minglab dollarga teng bo'lgan kilovatt-sinf lazerni qayta ishlash robot tizimi to'plami, yangi lazerning xavfsizligi va ishonchliligi ham kafolatlangan, uning ishlamay qolish muddati atigi 2 foizni tashkil etadi, himoya choralari ham juda ishonchli. . Lazerli payvandlash ishlov beriladigan qismning aloqa yuzasi o'rtasida yaqin moslikni talab qiladi, bu jarayonda amalga oshirilishi oson emas, lekin hozirgi ilg'or siqish usullari va lazerli payvandlash gardish dizayni uchun mos keladi, bu muammo hal qilindi, lazerli payvandlash texnologiyasining bosqichma-bosqich etukligi. yirik avtomobil ishlab chiqaruvchilari avtomobil ishlab chiqarish liniyasini lazerli payvandlashda istisnosiz qo'llaniladi.

Amerika Qo'shma Shtatlari avtomobil sanoatiga kiritilgan eng birinchi yuqori quvvatli lazerdir, Detroyt hududidagi Amerika Qo'shma Shtatlari avtomobilsozlik markazida avtomobil metall qismlarini kesish va tishli payvandlash uchun 40 dan ortiq lazerni qayta ishlash stantsiyalari mavjud, shuning uchun avtomobilni isloh qilish 5 yil 2 yilga qisqartirildi. Amerika Qo'shma Shtatlari General Motors 22 lazerni qayta ishlash ishlab chiqarish liniyasini qabul qildi, Amerika Qo'shma Shtatlari Ford Motor Company Nd: YAG lazerini sanoat robotlari bilan birgalikda sedan tanasini payvandlash uchun ishlatib, ishlab chiqarish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi, 2000 yilda AQShning uchta yirik avtomobil kompaniyasi, u erda qarshilik nuqtali payvandlash ishlab chiqarish liniyasining 50 foizi lazerli payvandlash ishlab chiqarish liniyasi bilan almashtirildi. Yaponiyada lazerli payvandlashni butun dunyo e'tibori uchun ishlab chiqarish liniyasida muvaffaqiyatli qo'llash, masalan, avtomobil tanasi ishlab chiqarishda yupqa po'lat plastinka shtamplashning yangi usullarini lazer bilan payvandlashni amalga oshirishda va hozirda dunyodagi avtomobillarning ko'pchiligi bo'ldi. ishlab chiqaruvchilar bunga ergashishlari kerak. Dunyoning ko'plab etakchi avtomobil kompaniyalari maxsus lazerli payvandlash ishlab chiqarish liniyasini qurdilar: Thyssen Steel avtomobil polni payvandlash ishlab chiqarish liniyasi, Volkswagen avtomobil zavodi tishli lazerni qayta ishlash ishlab chiqarish liniyasi, Mercedes-Benz avtomobil zavodi 8 zavoddagi 18 ta zavodda lazerli ishlov berish uskunalari o'rnatildi.

Lazerli payvandlash mashinasi avtomobilsozlik sanoatida, ayniqsa, avtomobil korpuslarini payvandlash va birlashtirilgan blankalarni payvandlash uchun ishlatiladi. Bozor va mijozlar talabini qondirish uchun tanani va ishlab chiqarish jarayonini takomillashtirish juda zarur va avtomobil tanasining qiymati avtomobilning umumiy qiymatining taxminan 1/5 qismi, lazerli payvandlash jarayonidan foydalanish, shuning uchun tanani zarba qarshiligi va charchoqqa chidamliligini sezilarli darajada yaxshilash, avtomobil sifatini yaxshilash mumkin. Kompyuter boshqaruvidan foydalanish tufayli lazerli payvandlash, shuning uchun u kuchli moslashuvchanlik va harakatchanlikka ega, eshik panellari, qanotlar, viteslar, asboblar paneli va payvandlashning boshqa qismlarining maxsus shakli bo'lishi mumkin, shuningdek, tomni va yon tomonni bajarish uchun. avtomobil, dvigatel ramkasi va radiator ramkasi va yig'ilishning boshqa qismlari, agar optik tolali uzatish tizimi va robot qo'l bilan birlashtirilgan bo'lsa, siz avtomatlashtirilgan avtomobil yig'ish liniyasini amalga oshirishingiz mumkin. Taxminan 3KW optik tolali uzatish Nd: YAG uzluksiz lazer, nuqta payvandlash tizimi va ishlab chiqarish liniyasi armaturasidan foydalanish avtomatlashtirilgan payvandlash maqsadiga erishishi mumkin, General Motors, Mercedes-Benz va boshqalar ishlab chiqarish liniyasida ishlatiladigan ushbu tizimni qabul qildilar. so'nggi modellardan lazerli payvandlash tizimi mukammal ishlov berish talablariga deyarli erisha oladi, samaradorlik, tejamkorlik, xavfsizlik, kuch, korroziyaga chidamlilik jihatidan mukammal ishlashga ega. Lazerli payvandlash tizimi eng yangi avtomobil modellarini ishlab chiqarish liniyasida qo'llaniladi.

Avtomobil korpusi va shassisi 300 dan ortiq turdagi qismlardan iborat bo'lib, lazerli payvandlash materiallarining qalinligi, darajasi, turi, turidan qat'i nazar, deyarli barchasi bo'lishi mumkin, bu qismlarning turli shakllarini yaratish uchun bir-biriga payvandlanadi, bu esa moslashuvchanlikni sezilarli darajada yaxshilaydi. avtomobil dizayni. Birlashtiruvchi ignabargli qismlarning konstruktsiyasini optimallashtirish asosida tana tuzilishini to'liq tahlil qilishdan iborat bo'lib, u bir necha turdagi ignabargli materiallardan bir nechta odatiy ignabargli payvandlash bo'lishi mumkin, bu esa qoliplar sonini sezilarli darajada kamaytiradi va undan foydalanishni oshiradi. materiallar, shuningdek, turli xil qalinlikdagi ignabargli qismlarning turli talablari kuchida og'irlikni kamaytirish va aniqlikni oshirish uchun shtamplash qolipida ishlatilishi mumkin, shuningdek, korroziyaga chidamlilik va xavfsizlik ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilandi! Tana tuzilishi ham ancha soddalashtirilgan. Toyota yon korpusini ishlab chiqarish liniyasi qoliplar sonini to'rttaga, materialdan foydalanish darajasi 65 foizga va boshqa qismlarga bo'linadigan payvandlash texnologiyasidan foydalanadi, shuning uchun har bir avtomobilning narxi 30 AQSh dollaridan oshadi va bu sezilarli darajada oshadi. avtomobil ishlab chiqaruvchilarning afzalliklari.

Hozirgi vaqtda xorijiy mamlakatlarda Germaniya Volkswagen AudiA6, GolfA4, Passat va tomning boshqa markalari lazerli payvandlash, BMW, General Motors ramkaning yuqori qismida ham lazerli payvandlash, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen lazerli biriktiruvchi plastinka texnologiyasida qo'llaniladi, Amerika Qo'shma Shtatlari Big Three, Germaniya Mercedes-Benz lazerli payvandlangan uzatish komponentlaridan foydalanadi. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan lazerli kesish texnologiyasini qo'llagan, Fiat va Toyota lazerli qoplamali dvigatelning egzoz klapanlari, Volkswagen dvigatelining eksantrik milleri lazerli sirt qotib qolishiga erishish uchun.

Mamlakatda Passat, Buick, Audi va boshqalar kabi mahalliy yuqori sifatli modellardan lazerli payvandlashdan lazerli payvandlashga o'tish uchun mahalliy lazerli payvandlash texnologiyasidan foydalanila boshlandi, mamlakatda birinchi bo'lib lazerli payvandlash texnologiyasi qo'llanila boshlandi. lazerli payvandlash texnologiyasi (lazerli payvandlashdan ko'ra), FAW-Volkswagenning oldingi o'rinlarida, ba'zi mahalliy avtomobil ishlab chiqaruvchilari esa bu texnologiyadan asta-sekin foydalanishni boshladilar. Lazer texnologiyasi hozirda lazerli payvandlash yordamida FAW, FAW Volkswagen AudiA6 ustki va BORA orqa qopqog'ini qo'llashda, Sagitar (Sagitar) korpusning yuqori qismida, orqa qopqoq va lazerli payvandlash texnologiyasining boshqa qismlarida, payvandlash uzunligi dan ortiq. 30 metr. FAW nemis HassYAG 3KW lazer va Kuka roboti, FAW Car Company sedan tanasi qoplama qismlari uchun lazerli kesish, Germaniyaning ARNOLD 3KW uch o'lchovli besh o'qli CO2 lazerini qayta ishlash mashinasi uchun uskunalardan foydalangan holda, lazer yordamida FAW shassi qismlari zavodining tormoz pabuçlari uchun ishlatilgan. qattiqlashtirish, mahalliy 2KW CO2 lazerni qayta ishlash mashinasi uchun asbob-uskunalardan foydalanish, lazerni kesish uchun FAW qolip markazining yupqa plastinka qismlari, mahalliy 1,5KWCO2 lazerni qayta ishlash mashinasi uchun uskunalardan foydalanish. Lazerli payvandlash texnologiyasining etukligi va lazerli payvandlash mashinasi narxining pasayishi bilan Xitoyning Chery Automobile kompaniyasi ham lazerli payvandlash texnologiyasidan foydalanishni boshladi.

4. Lazer texnologiyasining istiqbollari

Lazerli payvandlash texnologiyasi an'anaviy avtomobillarni payvandlash jarayoniga ta'sir ko'rsatdi, yirik avtomobilsozlik kompaniyalari bunga juda ijobiy munosabatda bo'lishadi, yangi texnologiyalardan foydalanish kuchli raqobatbardoshlikni anglatadi, ayniqsa avtomobil sanoatida shafqatsiz raqobat. Alyuminiyni payvandlashda lazerli payvandlash texnologiyasi, quyma o'rniga payvandlangan qismlar va eng katta kelajakning to'liq korpusli ramka strukturasi payvandlash qo'llanilishi, lazer ishlab chiqaruvchilari lazerning harakatchanligi, hajmi va ishning boshqa jihatlarida, optik tolali tolalar bilan ishlashda biznes imkoniyatlaridan foydalanishlari kerak. transmissiya lazeri, shuning uchun lazer avtomobil ishlab chiqarish liniyasi ehtiyojlari uchun ko'proq mos keladi. Ba'zi mahalliy lazer mahsulotlari ishlab chiqaruvchilari buni asta-sekin anglab yetdi, masalan, Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. impulsli Nd: YAG lazerli payvandlash mashinasini optik tolali ulash fokusli, ishlatish uchun qulay, lazer boshi uzoqroq bo'lishi mumkin. payvandlash zonasi, lazer ishlashi barqaror va ishonchli, uzoq umr, shuningdek, an'anaviy optik an'anaviy tizimdan foydalanish, lazerni lazerli payvandlash, lazerni kesish va zımbalama, ikkalasi ham bo'lishi mumkin. Ko'p maqsadli bitta mashina, ayniqsa lazerli ishlov berish ustaxonasi va avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish liniyasi uchun mos keladi.

5. Xulosa

21-asr avtomobil sanoati moslashuvchan modulli ishlab chiqarish rejimiga muvofiq foydalanuvchi talablariga qadam qo'yadi, an'anaviy qayta ishlash texnologiyasi yangi ishlab chiqarish rejimining ehtiyojlarini qondira olmaydi, bu esa lazerli payvandlash texnologiyasini keng miqyosda qo'llash imkonini beradi, avtomobil sohasida lazerli payvandlash texnologiyasi va boshqa lazerli ishlov berish texnologiyasi kattaroq rivojlanishga ega bo'ladi, avtomobil sanoatida muhim qayta ishlash usuliga aylanadi.