فناوری جوش لیزری و کاربردهای آن در صنعت خودرو

Nov 16, 2021 پیام بگذارید

صنعت خودروسازی، بخش بسیار دقیق و تولید{0}}محور است که به پردازش پیشرفته و آزمایش های دقیق نیاز دارد. از آنجایی که تقاضاهای بازار جهانی به سمت ایمنی، راحتی، بهره وری انرژی و پایداری محیطی تغییر می کند، سبک وزنی و یکپارچگی ساختاری به ستون های دوگانه توسعه وسایل نقلیه مدرن تبدیل شده اند. در میان روش های مختلف ساخت، فناوری جوش لیزری به عنوان یک ابزار حیاتی مطرح شده است. به لطف راندمان بالا، نفوذ عمیق و انعطاف پذیری استثنایی، جوش لیزری نقش حیاتی فزاینده ای در تولید خودروهای مدرن ایفا می کند.

 

Laser deep penetration keyhole welding process in automotive line

 

مکانیک جوشکاری لیزری: فرآیندهای خودکار و سوراخ کلید

 

در تولید خودرو، جوش لیزری معمولاً از طریق دو مکانیسم اصلی بسته به چگالی توان عمل می کند:

 

  • جوش خودکار لیزری (جوشکاری فیوژن):این فرآیند سطوح جفت گیری دو یا چند جزء را ذوب می کند، که سپس به یک مفصل منسجم تبدیل می شود. این نیاز به شار یا فلزات پرکننده کمکی ندارد و کاملاً به مواد پایه خود قطعه کار متکی است.
  • جوشکاری با نفوذ عمیق (چاله کلید):هنگامی که چگالی توان نقطه لیزر از 106 وات بر سانتی‌متر مربع فراتر رود، سطح فلز به سرعت از نقطه جوش خود عبور می‌کند و باعث تبخیر موضعی می‌شود. فشار برگشت بخار یک حفره باریک و پایدار-معروف به سوراخ کلید-که توسط فلز مذاب احاطه شده است ایجاد می کند. همانطور که لیزر در امتداد اتصال حرکت می کند، حوضچه مذاب در پشت آن جریان می یابد و جامد می شود و یک درز جوش عمیق، باریک و{5}} با استحکام بالا ایجاد می کند.

 

مزایای کلیدی در تولید بدنه-در-سفید (BIW)

 

پیاده سازی پیشرفتهدستگاه های جوش لیزر فیبردر مونتاژ بدنه خودرو به طور مستقیم انعطاف‌پذیری طراحی محصول را افزایش می‌دهد، هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد و سفتی ساختار را بهبود می‌بخشد. مزایای کلیدی عبارتند از:

 

  • حداقل اعوجاج حرارتی:به دلیل سرعت جوشکاری سریع، منطقه متاثر از گرما (HAZ) به طور قابل توجهی کوچکتر از جوشکاری معمولی است و در نتیجه تغییر شکل حرارتی تقریباً صفر است.
  • دقت ابعادی برتر:این تلرانس ها و اندازه های منطبق با ساختار بدنه را تضمین می کند و از یکنواختی و آب بندی محکم برای درها، کاپوت ها و شیشه جلو اطمینان می دهد.
  • اتصال چند لایه-قدرت بالا{{1}:به طور یکپارچه صفحات چندلایه-را به هم متصل می‌کند و به طور قابل ملاحظه‌ای استحکام پیچشی کلی بدنه خودرو و قابلیت تصادف را افزایش می‌دهد.

 

مقایسه فنی: جوش لیزری در مقابل جوش نقطه ای سنتی

 

طراحی‌های خودروهای مدرن به شدت به فولاد گالوانیزه و فولاد با استحکام بالا{0} پیشرفته (AHSS) متکی هستند. هنگامی که جوشکاری نقطه‌ای مقاومتی سنتی (RSW) روی این مواد اعمال می‌شود-به‌ویژه در پیکربندی‌های سه لایه-، گلوگاه‌های تولیدی شدیدی را ایجاد می‌کند:

 

متریک ارزیابی جوشکاری نقطه ای مقاومتی سنتی (RSW) جوشکاری لیزری پیشرفته
تداوم مشترک ناپیوسته (لکه های متناوب)؛ فضاها را به هم متصل نمی کند و سفتی جهانی بدن را کاهش می دهد. درز خطی پیوسته؛ قطعات را به طور کامل در یک ساختار یکپارچه ادغام می کند.
تاثیر مواد HAZ را در اطراف قطعه ضعیف می کند. تحت ضربه های شدید تصادف، شکستگی ها اغلب در این نقاط{0}}مرزهای جوش داده شده رخ می دهد. HAZ باریک خواص فلز پایه را حفظ می کند. خستگی و استحکام کششی بالاتری را به همراه دارد.
حساسیت به نقص برای لایه های گالوانیزه به جریان و فشار زیاد نیاز دارد که باعث سایش شدید الکترود، پاشش، تغییر شکل ورق و ترک های سطحی می شود. فرآیند بدون تماس-. پوشش های روی را به راحتی (با شکاف های گاز زدایی مناسب) بدون اعوجاج سطحی یا تخریب مسطح انجام می دهد.

 

از آنجایی که مهندسی خودرو مرزهای مواد سبک وزن و ایمنی سازه را جابجا می کند، دیگر تکیه بر جوشکاری سنتی نقطه ای کافی نیست. فناوری جوش لیزری استحکام بالا، کیفیت زیبایی شناختی و راندمان پردازش مورد نیاز برای وسایل نقلیه نسل بعدی را فراهم می کند و آن را به یک دارایی ضروری برای ارتقاء کارخانه های مدرن خودرو تبدیل می کند.