高度な溶接技術の光電子統合としてのレーザー溶接技術は、従来の車体溶接技術と比較して、エネルギー密度が高く、溶接速度が高く、溶接応力や変形が小さく、柔軟などです。
したがって、レーザー溶接技術は自動車産業の質の高い発展を実現するための重要な技術手段です。 この論文では、Chutian Zhonggu Lianchuang が自動車ボディ溶接におけるレーザー溶接の応用について詳しく説明しています。
現在、自動車車体溶接の分野で適用されている主なレーザー溶接プロセスには、レーザー深融着溶接、レーザーフィラーワイヤー溶接、レーザーろう付けおよびレーザーアーク複合溶接が含まれます。
車体レーザー深溶接プロセス
レーザー深融溶接とは、レーザー出力密度が一定のレベルに達し、材料表面の蒸発とキーホールの形成、穴の金属の蒸気圧、周囲の液体の静圧と表面張力が動的平衡を達成することを指します。レーザービームの動きとともにキーホールを通して穴の底まで照射され、連続溶接が形成されます。 レーザー深融着溶接の溶接プロセスでは、補助フラックスやフィラーを追加する必要がなく、ワークピース自体の材料を完全に使用して 1 つに溶接します。
レーザー深融着溶接によって得られる溶接部は、一般に滑らかで真っ直ぐで、変形が少ないため、自動車車体の製造精度の向上に役立ちます。 溶接部の引張強度が高く、車体溶接の品質を保証します。 溶接速度が速く、溶接生産効率の向上に貢献します。
自動車ボディ溶接では、レーザー深融着溶接プロセスは、ボディグループ溶接と溶接の溶接ニーズを満たすことができます。 ボディグループの溶接は主にボディルーフ、サイド、ドア、その他の溶接領域に使用され、ボディグループの溶接は主に鋼溶接の異なる強度、異なる厚さ、異なるコーティングに使用されます。
車体レーザーワイヤー充填溶接工程
レーザーワイヤーフィル溶接は、溶接シームを特定のワイヤーで事前充填するか、レーザー溶接プロセス中にワイヤーを同期的に供給することによって溶接継手を形成するプロセスです。 これは、レーザー深融解プロセスと同時に、ほぼ均質なワイヤ材料を溶接池に供給することに相当します。
レーザー深溶融溶接と比較して、自動車車体溶接に適用されるレーザーフィラーワイヤ溶接には2つの利点があります。1つは、溶接される自動車車体部品間のアセンブリギャップの許容誤差を大幅に改善し、車体上のレーザー深溶融溶接の問題を解決することです。ベベルギャップが大きすぎます。 2 つ目は、ワイヤの異なる組成含有量を使用して溶接領域を改善し、溶接領域の分布を改善し、溶接の性能を調整することです。
自動車の車体製造プロセスでは、レーザーフィラーワイヤ溶接プロセスが主にアルミニウム合金の車体と鋼部品の溶接に使用されます。 特に車体のアルミニウム合金部品の溶接工程では、溶融池の表面張力が小さく、溶融池の崩壊につながりやすいため、レーザーフィラーワイヤ溶接工程は溶融の問題を解決できます。レーザー溶接プロセスにおける溶接ワイヤの溶融により、プールの崩壊がさらに大きくなります。
車体レーザーフィラーろう付け工程
レーザーを熱源として使用するレーザーろう付けは、ワイヤーの表面にレーザー光線を集中照射した後、ワイヤーが溶け、溶融したワイヤーが滴下し、フィラーがワークピース、ろう材とワークピースの間に溶接され、溶解と拡散の冶金効果の間で溶接されます。 、ワークピースが接続の効果を達成するように。
レーザーワイヤ充填溶接プロセスとは異なり、レーザーろう付けプロセスはワイヤを溶かすだけで、溶接されるワークピースは溶かしません。 レーザーろう付けは溶接安定性に優れていますが、得られる溶接部の引張強度は低くなります。
自動車の車体溶接プロセスにおいて、レーザーろう付けプロセスは主に、ルーフ本体と車体側面間の溶接、上部部品と下部部品間のラゲッジカバーなど、接合強度の要件が高くない車体部品の溶接に使用されます。溶接などの様子。
自動車ボディレーザー - アーク複合溶接プロセス
レーザー - アーク複合溶接は、溶接対象のワークピースの表面にレーザーとアークの 2 つの熱源を同時に使用し、ワークピースが溶融し、溶接部の形成後に凝固する複合溶接プロセスです。
レーザー - アーク複合溶接は、レーザー溶接とアーク溶接の利点を組み合わせたもので、1 つは二重熱源の役割を果たし、溶接速度を向上させることができるため、入熱が小さくなり、溶接変形が小さくなり、溶接の特性を維持できます。レーザー溶接、2 番目の溶接はブリッジ能力が優れており、アセンブリのギャップ許容差が大きくなります。 3つ目は、溶融池の凝固速度が遅くなり、気孔、亀裂、その他の溶接欠陥の除去に役立ち、熱影響部の組織と性能の改善に役立ちます。 4つ目は、アークの役割により、高反射率・高熱伝導率の材料の溶接が可能となり、適用材料の幅が広がります。
自動車の車体製造プロセスでは、レーザー - アーク複合溶接プロセスは主にアルミニウム合金部品の車体およびアルミニウム合金 - 鋼の異種金属の組み合わせの溶接に使用され、主に自動車のドア部品などの組み立てギャップが大きい溶接部品に使用されます。溶接位置の違いは、レーザー・アーク複合溶接のブリッジング性能を発揮できる組立ギャップによるものです。
その他の車体レーザー溶接加工
自動車車体溶接におけるレーザー深融溶接、レーザーフィラーワイヤー溶接、レーザーろう付け、レーザーアーク複合溶接およびその他の溶接プロセスには、より成熟した理論研究と幅広い実用化があります。
また、自動車製造業界におけるボディ溶接の効率化への要求や、自動車の軽量化における異種材料溶接の需要の増加に伴い、レーザースポット溶接、レーザー発振溶接、マルチビームレーザー溶接、レーザーフライト溶接の適用が注目されています。自動車ボディの溶接に。
- レーザースポット溶接工程
レーザースポット溶接は、溶接速度が速く、溶接精度が高いという優れた利点を備えた高度なレーザー溶接技術です。 レーザースポット溶接の基本原理は、レーザー密度を調整して熱伝導溶接または深溶融の効果を達成することにより、溶接する部品の点にレーザービームを集中させ、瞬間的に金属を溶融させることです。溶接、レーザービームが機能を停止したとき、液体金属の還流、接合部の形成後の凝固。
レーザー スポット溶接には、パルス レーザー スポット溶接と連続レーザー スポット溶接の 2 つの主な形式があります。 パルスレーザースポット溶接レーザービームのピークエネルギーは高いですが、その役割は短く、一般的にマグネシウム合金、アルミニウム合金、その他の軽量金属の溶接に使用されます。 連続レーザー スポット溶接 レーザー ビームは一般に、平均出力が高く、レーザーの役割が長く、鋼の溶接に使用されます。 自動車車体溶接におけるレーザースポット溶接は、抵抗スポット溶接と比較して、非接触であるという利点があり、スポット溶接軌道を独立して設計できるため、異なるラップギャップ下での自動車車体材料の高品質溶接の需要に対応できます。
- レーザー発振溶接プロセス
レーザー振り子溶接は、近年提案された新しいレーザー溶接技術であり、広く注目を集めています。 この技術の主な原理は、レーザー溶接ヘッドに振動ミラーグループを統合して、レーザービームの迅速かつ規則正しい小規模な発振を実現し、レーザー溶接中にビームが前進し撹拌する効果を実現することです。 。
レーザー振動溶接の主な振動軌跡には、横振動、縦振動、円振動、無限振動があります。 自動車車体溶接プロセスにおけるレーザー発振溶接プロセスは、レーザービーム発振の役割により、溶融池の流動状態を大きく変化させることができるため、同種の自動車車体材料の溶接だけでなく、未溶融欠陥を除去することができるため、大きな利点があります。 、結晶粒を微細化し、気孔率を抑制します。 自動車ボディの異種材料溶接も改善されますが、異材料の溶接が十分に混合されず、溶接の機械的特性が劣るという問題があります。
- マルチレーザービーム溶接プロセス
現在、ファイバーレーザーはビーム分割モジュールを介して溶接ヘッドに取り付けることができ、単一のレーザービームを複数のレーザービームに分割します。
マルチビームレーザー溶接は、溶接プロセスで複数の熱源を適用することと同等であり、ビームエネルギー分布を通じて調整できるため、さまざまなビームがさまざまな機能を実現します。深融着溶接の場合、エネルギー密度の低いサブビームを材料表面で洗浄して予熱し、材料のレーザービームエネルギー吸収率を高めることができます。
- レーザーフライト溶接プロセス
レーザーフライト溶接技術は、新しいタイプの高効率レーザー溶接技術であり、溶接効率が高く、溶接軌道を独立して設計できます。
レーザーフライト溶接の基本原理は、レーザービームが走査ミラーのX、Yの2つのミラーに入射すると、ミラーの角度が独立したプログラミングによって制御され、レーザービームの偏向を実現します。どの角度でも。
従来の車体レーザー溶接プロセスは、主に溶接ロボットに依存してレーザー溶接ヘッドを駆動して同期動作を実現し、溶接効果を実現します。 しかし、自動車車体の溶接数、溶接長さが長く、溶接ロボットの反復往復運動により自動車車体の溶接効率が大きく制限されます。 これに対し、レーザーフライト溶接では、反射板の角度を調整するだけで、一定の範囲内でビームの溶接を実現できます。 したがって、自動車車体の溶接にレーザーフライト溶接技術を適用すると、溶接効率が大幅に向上し、幅広い応用の見通しが得られます。
