Ochd pròiseasan tàthaidh laser ann an saothrachadh bodhaig chàraichean

Ro-ràdh

Leis gu bheil am buidheann carbaid na ghiùlan pàirtean eile den charbad, tha an teicneòlas saothrachaidh aige gu dìreach a’ dearbhadh càileachd saothrachaidh iomlan a’ charbaid.Tha tàthadh na phròiseas toraidh cudromach ann am pròiseas saothrachadh bodhaig chàraichean.An-dràsta, tha na teicneòlasan tàthaidh a thathas a’ cleachdadh airson tàthadh bodhaig chàraichean sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach tàthadh spot an aghaidh, tàthadh MIG, tàthadh MAG agus tàthadh laser.

Tha buannachdan aig teicneòlas tàthaidh laser mar theicneòlas tàthaidh amalachaidh optoelectromechanical adhartach, an taca ris an teicneòlas tàthaidh bodhaig càr traidiseanta, le dùmhlachd lùth àrd, astar tàthaidh luath, cuideam tàthaidh beag agus deformachadh, agus sùbailteachd math.

Tha structar bodhaig chàraichean iom-fhillte, agus tha na pàirtean aige gu ìre mhòr le ballachan tana agus lùbte.Tha cuid de dhuilgheadasan mu choinneimh tàthadh bodhaig chàraichean, leithid atharrachaidhean ann an stuth bodhaig, diofar thiugh de phàirtean bodhaig, slighe tàthaidh eugsamhail agus foirmean co-phàirteach.A bharrachd air an sin, tha riatanasan àrda aig tàthadh corp càr a thaobh càileachd tàthaidh agus èifeachdas tàthaidh.

Stèidhichte air na paramadairean pròiseas tàthaidh iomchaidh, faodaidh tàthadh laser dèanamh cinnteach à neart reamhar àrd agus cruas buaidh prìomh phàirtean bodhaig a ’chàir, gus dèanamh cinnteach à càileachd tàthaidh agus beatha seirbheis bodhaig a’ chàir.Faodaidh teicneòlas tàthaidh laser atharrachadh gu diofar chruthan co-phàirteach, diofar thiugh agus diofar sheòrsaichean stuthan tàthaidh pàirtean bodhaig fèin-ghluasadach, gus coinneachadh ri feumalachdan sùbailte saothrachadh bodhaig fèin-ghluasadach.Mar sin, tha teicneòlas tàthaidh laser na dhòigh theicnigeach cudromach airson leasachadh àrd-inbhe ann an gnìomhachas nan càraichean a choileanadh.

Teicneòlas tàthaidh laser de bhuidheann càr

Teicneòlas tàthaidh treòrachaidh domhainn laser de bhodhaig chàraichean

Tha prionnsapal pròiseas tàthaidh treòrachaidh domhainn laser (Figear 1) mar a leanas: nuair a ruigeas an dùmhlachd cumhachd laser ìre sònraichte, bidh uachdar an stuth a ’falmhachadh, a’ cruthachadh toll-iuchrach.Nuair a ruigeas an cuideam bhalbhaichean meatailt anns an toll cothromachadh fiùghantach le cuideam statach agus teannachadh uachdar an leaghan mun cuairt, faodar an leusair a irradachadh gu bonn an toll tron ​​​​toll-iuchrach, agus le gluasad an t-seam laser, inneal leantainneach. weld air a chruthachadh.Tron phròiseas tàthaidh treòrachaidh domhainn laser, chan fheumar flux no inneal lìonaidh a chuir ris, agus faodar stuthan an obair-obrach fhèin a thàthadh ri chèile.

              FIG.1 Diagram sgeamach de phròiseas tàthaidh treòrachaidh domhainn laser

Tha an tàthadh a gheibhear le tàthadh treòrachaidh domhainn laser sa chumantas rèidh agus dìreach, agus tha an deformachadh beag, a tha cuideachail ann a bhith a’ leasachadh cruinneas saothrachaidh corp chàraichean.Tha neart tensile àrd an tàthaidh a’ dèanamh cinnteach à càileachd tàthaidh a’ chuirp chàraichean.Tha an astar tàthaidh luath, a tha cuideachail airson èifeachdas cinneasachaidh tàthaidh a leasachadh.

Ann am pròiseas tàthadh bodhaig chàraichean, faodaidh cleachdadh pròiseas tàthaidh treòrachaidh domhainn laser an àireamh de phàirtean, molltairean agus innealan tàthaidh a lughdachadh gu mòr, agus mar sin a’ lughdachadh cuideam bodhaig agus cosgaisean toraidh.Ach, tha droch fhulangas aig a ’phròiseas tàthaidh treòrachaidh domhainn laser airson beàrn cruinneachaidh nam pàirtean tàthaichte, agus feumar smachd a chumail air a’ bheàrn cruinneachaidh eadar 0.05 agus 2 mm.Ma tha am beàrn cruinneachaidh ro mhòr, thig lochdan tàthaidh leithid pores.

Tha an rannsachadh gnàthach a’ sealltainn gum faighear an tàthadh le deagh chumadh uachdar, nas lugha de lochdan a-staigh agus feartan meacanaigeach sàr-mhath le bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr de pharamadairean pròiseas tàthadh treòrachaidh domhainn laser ann an tàthadh an aon stuth de bhodhaig chàraichean.Faodaidh feartan meacanaigeach sàr-mhath an tàthaidh coinneachadh ri feumalachdan co-phàirtean tàthaidh corp a’ chàraichean.Ach, ann an tàthadh bodhaig chàraichean, chan eil an teicneòlas tàthaidh domhainn laser meatailt eu-coltach a tha air a riochdachadh le alùmanum alloy agus stàilinn aibidh.Ged a gheibhear claisean tàthaidh le coileanadh sàr-mhath le bhith a’ cur sreathan gluasaid a-steach, chan eil uidheamachd buaidh diofar stuthan còmhdach gluasaid air còmhdach IMC agus an uidheamachd gnìomh aca air microstructure tàthaidh soilleir, agus tha feum air tuilleadh rannsachaidh.

Uèir laser corp càr a’ lìonadh pròiseas tàthaidh

Tha prionnsapal pròiseas tàthaidh uèir lìonaidh laser mar a leanas: tha ceangal tàthaidh air a chruthachadh le bhith a’ lìonadh uèir tàthaidh sònraichte anns an tàthadh no a ’biathadh an uèir tàthaidh aig an aon àm tron ​​​​phròiseas tàthaidh laser.Tha seo co-ionann ri bhith a’ cuir a-steach timcheall air stuth uèir tàthaidh aon-ghnèitheach a-steach don amar tàthaidh rè tàthadh treòrachaidh domhainn laser.Tha an diagram sgeamach den phròiseas tàthaidh uèir lìonaidh laser air a shealltainn ann am Figear 2.

FIG.2 Diagram sgeamach de phròiseas tàthaidh lìonadh uèir laser

An coimeas ri tàthadh treòrachaidh domhainn laser, tha dà bhuannachd aig tàthadh lìonadh uèir laser ann an tàthadh bodhaig fèin-ghluasadach: an toiseach, faodaidh e leasachadh mòr a dhèanamh air fulangas a ’bheàirn cruinneachaidh eadar na pàirtean bodhaig fèin-ghluasadach a bhith air an tàthadh, agus fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas a tha an tàthadh treòrachaidh domhainn laser feumach air cus gluasaid groove;San dàrna h-àite, faodar cuairteachadh clò an àite tàthaidh a leasachadh le bhith a’ cleachdadh uèirichean tàthaidh le diofar susbaint cothlamadh, agus an uairsin faodar coileanadh an tàthaidh a riaghladh.

Ann am pròiseas saothrachadh bodhaig chàraichean, tha am pròiseas tàthaidh lìonadh uèir laser air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson a bhith a’ tàthadh pàirtean almain alloy agus stàilinn den bhodhaig.Gu h-àraid anns a 'phròiseas tàthaidh de phàirtean alùmanum alùmanum de chorp càr, tha an teannachadh uachdar de linne leaghte beag, a tha furasta a bhith a' leantainn gu tuiteam an amar leaghte, agus faodaidh am pròiseas tàthaidh lìonadh uèir laser fuasgladh nas fheàrr a dhèanamh air duilgheadas tuiteam amar leaghte le bhith a 'leaghadh an uèir tàthaidh.

Teicneòlas brazing laser de bhuidheann càr

Tha prionnsapal pròiseas brazing laser mar a leanas: tha an leusair air a chleachdadh mar stòr teas, tha an giùlan laser air a shoilleireachadh gu uachdar an uèir tàthaidh às deidh a bhith air a chuimseachadh, tha an uèir tàthaidh air a leaghadh, bidh an uèir leaghte a ’tuiteam agus air a lìonadh eadar an pàirtean ri bhith air an tàthadh, agus bidh buaidhean metallurgical leithid leaghadh agus sgaoileadh a’ tachairt eadar am meatailt lìonaidh agus am pìos obrach, gus am bi am pìos obrach ceangailte.Eu-coltach ris a ’phròiseas tàthaidh lìonadh uèir laser, chan eil am pròiseas brazing laser ach a’ leaghadh an uèir agus chan eil e a ’leaghadh a’ phìos obrach airson a bhith air a thàthadh.Tha deagh sheasmhachd tàthaidh aig brathadh laser, ach tha neart tensile an tàthaidh ìosal.FIG.Tha 3 a’ sealltainn cleachdadh pròiseas brazing laser ann an tàthadh mullach bròg càr.

FIG.3 Cleachdadh brathadh leusair ann an càraichean: (a) tàthadh laser air a' chochall chùil;(b) Diagram sgeamach de phrasadh leusair

Ann am pròiseas tàthadh bodhaig chàraichean, tha pròiseas brazing laser gu ìre mhòr a’ tàthadh na pàirtean bodhaig le riatanasan neart co-phàirteach ìosal, leithid an tàthadh eadar an còmhdach gu h-àrd agus balla-taobh a ’chuirp, an tàthadh eadar na pàirtean àrda is ìosal den stoc. còmhdach, msaa, tha Volkswagen, Audi agus modalan àrd eile den chòmhdach àrd a’ cleachdadh pròiseas brazing laser.

Tha na prìomh uireasbhaidhean ann an seam tàthaidh brazing laser de bhodhaig chàraichean a’ toirt a-steach bìdeadh iomall, porosity, deformation tàthaidh, msaa.

Teicneòlas tàthaidh co-dhèanta arc laser de bhuidheann càr

Tha am prionnsapal de phròiseas tàthaidh co-dhèanta le arc laser mar a leanas: a’ cleachdadh dà stòr teas de leusair agus arc gus obrachadh air uachdar a ’phìos obrach a bhith air a thàthadh aig an aon àm, tha am pìos obrach air a leaghadh agus air a dhaingneachadh gus tàthadh a chruthachadh.Tha Figear 4 a’ sealltainn an diagram sgeamach de phròiseas tàthaidh co-dhèanta le arc laser.

FIG.4 Diagram sgeamach de phròiseas tàthaidh leusair-arc

Tha na buannachdan aig tàthadh co-dhèanta laser-arc an dà chuid an dà chuid tàthadh laser agus tàthadh arc: an toiseach, fo ghnìomh stòran teas dùbailte, tha an astar tàthaidh air a leasachadh, tha an teas a-steach beag, tha an deformachadh tàthaidh beag, agus tha feartan tàthadh laser air an cumail suas;San dàrna h-àite, tha comas drochaid nas fheàrr aige agus barrachd fulangas air beàrn cruinneachaidh;San treas àite, tha ìre solidification an amar leaghte slaodach, a tha cuideachail airson cuir às do lochdan tàthaidh leithid pores agus sgàinidhean, agus leasachadh structar agus coileanadh na sòn air a bheil buaidh teas.An ceathramh, air sgàth buaidh an arc, faodaidh e tàthadh stuthan le àrd reflectivity agus àrd tearmach conductivity, agus an raon de stuthan tagraidh a tha nas fharsainge.

Ann am pròiseas saothrachadh bodhaig chàraichean, tha am pròiseas tàthaidh co-dhèanta le arc laser gu ìre mhòr airson a bhith a’ tàthadh phàirtean alloy alùmanum den bhodhaig agus meatailtean eu-coltach ri stàilinn alùmanum, agus thathas a ’dèanamh tàthadh airson pàirtean le beàrnan cruinneachaidh mòra, leithid tàthadh phàirtean de doras a’ chàir, leis gu bheil am beàrn cruinneachaidh a’ toirt taic do chluich na drochaid de thàthadh co-dhèanta le arc laser.A bharrachd air an sin, tha teicneòlas tàthaidh arc laser-MIG cuideachd air a chuir an sàs ann an suidheachadh beam mullach taobh corp Audi.

Ann am pròiseas tàthadh bodhaig chàraichean, tha buannachd aig tàthadh co-dhèanta le arc laser airson fulangas beàrn nas motha na tàthadh leusair singilte, ach bu chòir beachdachadh gu coileanta air suidheachadh coimeasach laser agus arc, paramadairean tàthaidh laser, paramadairean arc agus factaran eile.Tha an giùlan gluasaid teas is mòr ann an tàthadh arc laser iom-fhillte, gu sònraichte an uidheamachd riaghlaidh lùth agus tighead IMC agus riaghladh structar ann an tàthadh stuthan eu-coltach fhathast neo-shoilleir, agus tha feum air tuilleadh rannsachaidh.

Pròiseasan tàthaidh laser bodhaig chàraichean eile

Tha tàthadh treòrachaidh domhainn laser, tàthadh lìonadh uèir laser, brazing laser agus tàthadh co-dhèanta le arc laser agus pròiseasan tàthaidh eile air a bhith na theòiridh nas aibidh agus na tagraidhean practaigeach farsaing.Le leasachadh air riatanasan gnìomhachas nan càraichean airson èifeachdas tàthadh bodhaig agus àrdachadh san iarrtas airson tàthadh stuthan eadar-dhealaichte ann an saothrachadh chàraichean aotrom, tàthadh spot laser, tàthadh swing laser, tàthadh giùlan ioma-lasair agus tàthadh itealain laser. gu.

Pròiseas tàthaidh spot laser 

Tha tàthadh spot laser na theicneòlas tàthaidh laser adhartach, aig a bheil na buannachdan bho astar tàthaidh luath agus mionaideachd tàthaidh àrd.Is e prionnsapal bunaiteach tàthadh spot laser an beam laser a chuimseachadh gu ìre sònraichte air a ’phàirt a tha ri tàthadh, gus am bi am meatailt aig a’ phuing air a leaghadh sa bhad, le bhith ag atharrachadh dùmhlachd laser gus tàthadh giùlan teirmeach no tàthadh fusion domhainn a choileanadh. , nuair a stadas an giùlan laser a bhith ag obair, bidh an reflow meatailt leaghaidh, air a dhaingneachadh gus co-bhanntachd a chruthachadh.

Tha dà phrìomh sheòrsa de tàthadh spot laser ann: tàthadh spot laser pulsed agus tàthadh spot laser leantainneach.Tha lùth stùc beam laser tàthadh spot laser pulsed àrd, ach tha an ùine gnìomh goirid, air a chleachdadh sa chumantas airson tàthadh magnesium alloy, alùmanum agus meatailtean aotrom eile.Tha cumhachd cuibheasach beam laser ann an tàthadh spot laser leantainneach àrd, tha an ùine gnìomh laser fada, agus tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an tàthadh stàilinn.

A thaobh tàthadh bodhaig chàraichean, an taca ri tàthadh spot an aghaidh, tha na buannachdan aig tàthadh spot laser a thaobh neo-conaltraidh, faodar slighe tàthaidh spot a dhealbhadh gu neo-eisimeileach, msaa, a choinnicheas ri riatanasan tàthaidh àrd-inbhe fo dhiofar beàrnan uchd de stuthan corp càr.

Pròiseas tàthaidh swing laser

Is e teicneòlas tàthaidh laser ùr a th’ ann an tàthadh swing laser a chaidh a mholadh o chionn beagan bhliadhnaichean, air a bheil dragh farsaing.Is e prionnsapal an teicneòlais seo: le bhith ag amalachadh buidheann galvanometer air a’ cheann tàthaidh laser, tha an giùlan laser gu sgiobalta, òrdail agus ann an raon beag, gus buaidh an t-seam laser a thoirt air adhart fhad ‘s a tha e a’ gluasad.

Tha na prìomh shlighean swing anns a’ phròiseas tàthaidh swing laser a’ toirt a-steach swing transverse, swing fad-ùine, swing cruinn agus swing gun chrìoch.Tha buannachdan mòra aig a’ phròiseas tàthaidh swing laser ann an tàthadh bodhaig chàraichean.Fo ghnìomhachd an swing beam laser, tha staid sruthadh an amar leaghte air atharrachadh gu mòr.Mar sin, chan urrainn don phròiseas cuir às don uireasbhaidh nach deach a sgaoileadh a-mhàin, ùrachadh gràin a choileanadh agus an porosity ann an tàthadh an aon stuth bodhaig càr a chumail fodha.A bharrachd air an sin, faodaidh e cuideachd na duilgheadasan a leasachadh leithid measgachadh gu leòr de dhiofar stuthan agus droch fheartan meacanaigeach tàthadh ann an tàthadh stuthan heterogeneous de bhodhaig chàraichean.

 Pròiseas tàthaidh giùlan ioma-laser

Aig an àm seo, faodar an leusair snàithleach optigeach a roinn ann an iomadach giùlan laser le modal splitter air a chuir a-steach don cheann tàthaidh.Tha tàthadh giùlan ioma-laser co-ionann ri bhith a’ cur a-steach grunn stòran teas anns a’ phròiseas tàthaidh, le bhith ag atharrachadh cuairteachadh lùth an t-seam, faodaidh diofar ghiùlan diofar dhleastanasan a choileanadh, leithid: is e an giùlan le dùmhlachd lùth nas àirde am prìomh ghiùlan, le uallach airson doimhneachd tàthadh treòrachaidh;Faodaidh dùmhlachd lùth nas ìsle an t-seam uachdar an stuth a ghlanadh agus ro-theasachadh, agus àrdachadh a thoirt air sùghadh lùth beam laser leis an stuth.

Tha stuth stàilinn àrd-neart ghalbhanaichte air a chleachdadh gu farsaing ann am bodhaig chàraichean.Faodaidh teicneòlas tàthaidh giùlan ioma-laser leasachadh a thoirt air giùlan falmhachaidh vapor sinc agus giùlan fiùghantach amar leaghte ann am pròiseas tàthaidh truinnsear stàilinn ghalbhanaichte, an duilgheadas sputtering adhartachadh, agus neart tensile an tàthaidh àrdachadh.

 Pròiseas tàthaidh itealaich laser

Tha an teicneòlas tàthaidh itealaich laser na theicneòlas tàthaidh laser ùr, aig a bheil èifeachdas tàthaidh àrd agus faodar a dhealbhadh gu neo-eisimeileach.Is e prionnsapal bunaiteach tàthadh itealain laser, nuair a tha an beam laser a’ tachairt air sgàthan X agus Y an sgàthan sganaidh, tha Ceàrn an sgàthan fo smachd prògramadh neo-eisimeileach gus slugadh an t-seam laser aig ceàrn sam bith.

Tha an tàthadh laser traidiseanta de bhuidheann chàraichean gu mòr an urra ri gluasad sioncronaich ceann tàthaidh laser air a stiùireadh le inneal-fuadain tàthaidh gus buaidh tàthaidh a choileanadh.Ach, tha èifeachdas tàthaidh bodhaig chàraichean air a chuingealachadh gu mòr leis a’ ghluasad ath-aithris ath-aithris air inneal-fuadain tàthaidh air sgàth an àireamh mhòr de thàthan agus tàthadh fada.An coimeas ri sin, chan fheum tàthadh itealain laser ach ceàrn an sgàthan atharrachadh gus tàthadh a choileanadh taobh a-staigh raon sònraichte.Mar sin, faodaidh teicneòlas tàthaidh itealaich laser leasachadh mòr a thoirt air èifeachdas tàthaidh agus tha dùilean tagraidh farsaing aige.

Geàrr-chunntas agus ro-shealladh

Le leasachadh gnìomhachas nan càraichean, leanaidh an teicneòlas tàthaidh bodhaig san àm ri teachd a’ leasachadh ann an dà thaobh: pròiseas tàthaidh agus teicneòlas tùrail.

Tha bodhaig chàraichean, gu sònraichte bodhaig carbaid lùth ùr, a’ leasachadh a thaobh cuideam aotrom.Bidh aloidhean aotrom, stuthan co-dhèanta agus stuthan eadar-dhealaichte air an cleachdadh nas fharsainge ann am bodhaig chàraichean, tha e duilich don phròiseas tàthaidh laser gnàthach coinneachadh ris na riatanasan tàthaidh aige, agus mar sin bidh pròiseas tàthaidh àrd-inbhe agus èifeachdach gu bhith na ghluasad leasachaidh san àm ri teachd.

Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha pròiseasan tàthaidh laser a’ tighinn am bàrr, leithid tàthadh swing laser, tàthadh giùlan ioma-lasair, tàthadh itealaich laser, msaa, air a bhith nan sgrùdadh teòiridheach tòiseachaidh agus sgrùdadh pròiseas a thaobh càileachd tàthaidh agus èifeachdas tàthaidh.Anns an àm ri teachd, feumar am pròiseas tàthaidh laser a tha a ’tighinn am bàrr a thoirt còmhla gu dlùth le stuthan aotrom agus stuthan eadar-dhealaichte a’ tàthadh seallaidhean de bhodhaig chàraichean, a ’dèanamh sgrùdadh domhainn air dealbhadh slighe swing beam laser, an dòigh gnìomh de lùth beam ioma-laser. agus leasachadh air èifeachdas tàthaidh itealaich, agus sgrùdadh a dhèanamh air pròiseas tàthaidh corp càr aotrom aibidh.

Tha teicneòlas tàthaidh laser de bhuidheann càr air a fhilleadh a-steach gu domhainn le teicneòlas tùrail.Tha àite cinnteach aig a’ bheachd fìor-ùine air staid tàthaidh laser corp càr agus smachd fios air ais air paramadairean pròiseas ann an càileachd tàthaidh.Tha an teicneòlas tàthaidh laser tùrail gnàthach air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson dealbhadh slighe ro-tàthaidh agus tracadh agus sgrùdadh càileachd post-tàthaidh.Aig an taigh agus thall thairis, tha an rannsachadh air lorg lochdan tàthaidh agus smachd atharrachail paramadair fhathast aig ìre tòiseachaidh, agus cha deach teicneòlas smachd paramadair paramadair pròiseas tàthaidh laser a chuir an sàs ann an saothrachadh bodhaig chàraichean.

Mar sin, mar thoradh air feartan tagraidh teicneòlas tàthaidh laser ann am pròiseas tàthadh bodhaig chàraichean, bu chòir siostam mothachaidh tuigseach airson tàthadh laser le ioma-mhothadairean adhartach mar chridhe agus siostam smachd robot tàthaidh àrd-astar agus àrd-chruinneas a bhith. leasachadh san àm ri teachd gus dèanamh cinnteach à fìor-ùine agus neo-mhearachdachd gach taobh de tùrail leusair tàthadh teicneòlas.Fosgail an ceangal de “dealbhadh slighe ro-tàthaidh - smachd atharrachail paramadair air càileachd tàthaidh lorg air-loidhne às deidh tàthadh” gus dèanamh cinnteach à giollachd àrd-inbhe agus èifeachdach.