자동차의 다른 부품을 운반하는 차체 제조 기술은 자동차의 전반적인 제조 품질을 직접적으로 결정합니다. 자동차 차체 제조 과정에서 용접은 중요한 생산 공정입니다. 현재 자동차 차체 용접에 사용되는 용접 기술에는 주로 레이저 용접 외에 저항 점 용접, 용융 불활성 가스 차폐 용접(MIG 용접), 용융 활성 가스 차폐 아크 용접(MAG 용접)이 포함됩니다.
광학-기계적 통합을 갖춘 첨단 용접 기술인 레이저 용접 기술은 기존 자동차 차체 용접 기술에 비해 높은 에너지 밀도, 빠른 용접 속도, 낮은 용접 응력 및 변형, 우수한 유연성 등의 장점을 가지고 있습니다.
차체 구조는 복잡하며 차체 부품은 주로 벽이 얇고 곡선형 부품입니다. 자동차 차체 용접은 차체 재질의 변화, 차체 부품의 두께 변화, 다양한 용접 궤적 및 접합 형태와 같은 용접 어려움에 직면해 있습니다. 또한 자동차 차체 용접에는 용접 품질 및 용접 효율성에 대한 요구 사항이 높습니다.
적절한 용접 공정 매개변수를 기반으로 레이저 용접은 용접 시 주요 자동차 차체 부품의 높은 피로 강도와 충격 인성을 보장하여 차체 용접의 품질과 서비스 수명을 보장할 수 있습니다. 레이저 용접 기술은 접합 형태, 두께, 재료 유형이 다른 자동차 차체 부품의 용접에 적용할 수 있어 자동차 차체 제조의 유연성에 대한 요구를 충족할 수 있습니다. 따라서 레이저 용접 기술은 자동차 산업의 고품질 발전을 달성하는 중요한 기술적 수단입니다.
자동차 차체 레이저 용접 공정
레이저 심층 융합 용접 공정 원리: 레이저 출력 밀도가 특정 수준에 도달하면 재료 표면이 증발하여 열쇠 구멍이 형성됩니다. 구멍 내부의 금속 증기압이 주변 액체의 정압, 표면장력과 동적 평형에 도달하면 레이저가 열쇠 구멍을 통해 구멍 바닥까지 조사될 수 있으며, 레이저 빔의 움직임에 따라 연속적인 용접이 이루어집니다. 형성되었습니다. 레이저 심융합 용접 공정에서는 공작물 자체의 재료를 하나로 용접하기 위해 보조 플럭스나 필러를 추가할 필요가 없습니다.
레이저 심융합 용접으로 얻은 용접 이음매는 일반적으로 변형이 적고 부드럽고 직선적이므로 차체 제조 정확도를 높이는 데 도움이 됩니다. 용접의 인장 강도가 높아 자동차 차체의 용접 품질이 보장됩니다. 용접 속도가 빨라 용접 생산 효율을 높이는 데 도움이 됩니다.
자동차 차체 용접 공정에서 레이저 심융합 용접 공정을 사용하면 부품, 금형 및 용접 툴링의 수를 크게 줄여 차체의 자중과 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 그러나 레이저 심융합 용접 공정은 용접할 부품의 조립 간격에 대한 내성이 낮기 때문에 조립 간격을 0.05~2mm 사이로 제어해야 합니다. 조립 간격이 너무 크면 기공 등의 용접 불량이 발생합니다.
현재 연구에 따르면 동일한 재료의 자동차 차체 용접에서 레이저 심융합 용접의 공정 매개변수를 최적화하면 표면 형성이 양호하고 내부 결함이 적으며 기계적 특성이 우수한 용접을 얻을 수 있습니다. 용접의 우수한 기계적 특성은 자동차 차체 용접 부품의 사용 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 그러나 자동차 차체 용접에서 이종 금속 레이저 심융합 용접 공정의 대표격인 알루미늄 합금강은 아직 성숙되지 않았습니다. 전이층을 추가하면 우수한 용접 성능을 얻을 수 있지만, IMC 층 영향 메커니즘과 용접 메커니즘의 미세 구조에 대한 영향은 명확하지 않으므로 더 심층적인 연구가 필요합니다.
자동차 차체 레이저 와이어 충진 용접 공정
레이저 필러 용접 공정은 다음 원리를 기반으로 합니다. 용접 조인트는 특정 와이어로 용접부를 미리 채우거나 레이저 용접 공정 중에 와이어를 동시에 공급하여 형성됩니다. 이는 레이저 심융합 용접 중에 대략 균질한 양의 와이어 재료를 용접 풀에 공급하는 것과 같습니다. 아래 다이어그램은 레이저 필러 용접 공정을 보여줍니다.
레이저 심융합 용접과 비교하여 레이저 필러 용접은 자동차 차체 용접에 두 가지 장점이 있습니다. 첫째, 용접할 자동차 차체 부품 사이의 조립 간격 공차를 크게 향상시키고 레이저 심융합 용접의 높은 베벨 간격 요구 사항 문제를 해결할 수 있습니다. ; 둘째, 조성 함량이 다른 와이어를 사용하여 용접 영역의 조직 분포를 개선한 다음 용접 성능을 조절할 수 있습니다.
자동차 차체 제조 과정에서 레이저 필러 용접 공정은 차체의 알루미늄 합금 및 강철 부품을 용접하는 데 주로 사용됩니다. 특히 자동차 차체의 알루미늄 합금 부품 용접 공정에서는 용융 풀의 표면 장력이 작아 용융 풀이 쉽게 붕괴될 수 있지만 레이저 필러 용접 공정은 용융 풀 붕괴 문제를 더 잘 해결할 수 있습니다. 레이저 용접 공정에서 와이어가 녹아서 발생합니다.
자동차 차체 레이저 브레이징 공정
레이저 브레이징 공정은 레이저를 열원으로 하여 레이저 빔을 와이어의 표면에 집중시켜 조사하면 와이어가 녹고, 녹은 와이어가 흘러내려 용접할 공작물을 채우고, 브레이징 소재와 가공물 사이에 용융, 확산 등의 금속학적 효과가 발생하여 가공물을 접합시키는 역할을 한다. 레이저 필러 용접 공정과 달리 레이저 브레이징 공정은 와이어만 녹이고 용접할 공작물은 녹이지 않습니다. 레이저 브레이징은 용접 안정성이 우수하지만 결과 용접의 인장 강도가 낮습니다. 그림 3은 자동차 트렁크 커버 용접에 레이저 브레이징 공정을 적용한 모습을 보여줍니다.
자동차 차체 용접 공정 중 탑커버와 사이드 서라운드 용접, 러기지 상부와 하부 용접 등 높은 접합강도를 요구하지 않는 차체 부품 용접에 레이저 브레이징 공정이 주로 사용된다. 구획 커버 등 VW, Audi 및 기타 중형 및 고급 모델의 상단 커버는 모두 레이저 브레이징 공정을 사용합니다.
자동차 차체 레이저 브레이징 접합부의 주요 결함으로는 모서리 갉아먹음, 다공성, 용접 변형 등이 있으며, 공정 변수를 조절하고 다초점 레이저 브레이징 공정을 사용하면 결함을 크게 억제할 수 있습니다.
자동차 차체 레이저-아크 복합용접 공정
레이저-아크 복합 용접 공정의 원리는 레이저와 아크라는 두 가지 열원을 사용하여 용접할 공작물의 표면에 동시에 작용하고 공작물을 녹이고 응고시켜 용접 이음을 형성하는 것입니다. 아래 다이어그램은 레이저 아크 용접 공정을 보여줍니다.
레이저-아크 복합 용접은 레이저 용접과 아크 용접의 장점을 결합합니다. 첫째, 이중 열원의 작용으로 용접 속도를 높이고, 열 입력을 줄이고, 용접 변형을 줄여 레이저 용접의 특성을 유지합니다. ; 둘째, 더 나은 브리징 능력, 어셈블리 간격 허용 오차가 더 큽니다. 셋째, 용융 풀의 응고 속도가 느려져 기공, 균열 및 기타 용접 결함을 제거하는 데 도움이 되며 열 영향부의 조직 및 성능을 향상시킵니다. 넷째, 아크로 인해 용접이 가능합니다. 높은 반사율, 높은 열전도율을 지닌 소재로 적용 소재의 폭이 넓어졌습니다.
자동차 차체 제조 공정에서 레이저-아크 복합 용접 공정은 주로 자동차 도어 부분과 같은 용접의 더 큰 부분의 조립 간격에 대해 차체 알루미늄 합금 부품과 알루미늄 합금-강 이종 금속을 용접하는 것입니다. 이는 조립 간격이 레이저-아크 복합 용접 브리징 성능에 도움이 되기 때문입니다. 또한, 아우디 차체의 사이드 루프 빔 위치에도 레이저-MIG 아크 복합 용접 기술이 적용됐다.
자동차 차체 용접 공정 중 레이저-아크 복합용접은 단일 레이저 용접에 비해 간격공차가 크다는 장점이 있으나, 레이저-아크 복합용접은 레이저와 아크의 상대적 위치, 레이저 용접 매개변수, 아크 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 매개 변수 및 기타 요인. 레이저-아크 용접 공정의 열 및 물질 전달 거동은 복잡하며, 특히 이종 재료 용접의 에너지 조절과 IMC 두께 및 조직 조절 메커니즘은 아직 명확하지 않으며 추가적인 연구 강화가 필요합니다.
기타 자동차 차체 레이저 용접 공정
레이저 심융합 용접, 레이저 필러 용접, 레이저 브레이징, 레이저-아크 복합 용접 및 기타 용접 공정은 보다 성숙한 이론과 광범위한 실제 적용 범위를 갖추고 있습니다. 차체 용접 효율에 대한 자동차 산업의 요구 사항이 증가하고 경량 제조에서 이종 재료 용접에 대한 수요가 증가함에 따라 레이저 스폿 용접, 레이저 진동 용접, 멀티 레이저 빔 용접 및 레이저 플라이트 용접이 주목을 받고 있습니다.
레이저 스폿 용접 공정
레이저 스폿 용접은 빠른 용접 속도와 높은 용접 정확도라는 뛰어난 장점을 지닌 고급 레이저 용접 기술입니다. 레이저 스폿 용접의 기본 원리는 용접할 부품의 한 지점에 레이저 빔을 집중시켜 그 지점의 금속이 순간적으로 녹도록 하고, 레이저 밀도를 조절하여 열전도 용접 또는 심융합 용접 효과를 얻는 것입니다. 레이저 빔이 작동을 멈추면 액체 금속이 역류하고 응고되어 접합부를 형성합니다.
레이저 점용접에는 펄스 레이저 점용접과 연속 레이저 점용접의 두 가지 주요 형태가 있습니다. 펄스 레이저 스폿 용접에서 레이저 빔은 피크 에너지가 높지만 작용 시간이 짧아 일반적으로 마그네슘 합금, 알루미늄 합금 등 경금속 용접에 사용됩니다. 연속 레이저 스폿 용접에서 레이저 빔은 평균 출력이 높고 레이저 작동 시간이 길며 주로 강철 용접에 사용됩니다.
자동차 차체 용접에서 저항 스폿 용접과 비교하여 레이저 스폿 용접은 비접촉 및 자체 설계 스폿 용접 궤적의 장점이 있어 자동차 차체 재료의 다양한 랩 간격에서 고품질 용접에 대한 수요를 충족할 수 있습니다.
레이저 발진 용접 공정
레이저 발진 용접은 최근 몇 년간 제안되어 폭넓은 주목을 받고 있는 새로운 레이저 용접 기술입니다. 이 기술의 원리는 레이저 용접 헤드에 진동 거울을 통합하여 레이저 빔의 빠르고 규칙적이며 작은 진동을 달성하여 레이저 용접 중에 전진하면서 빔을 교반하는 효과를 얻는 것입니다.
레이저 진동 용접 공정의 주요 진동 궤적에는 가로 진동, 세로 진동, 원형 진동 및 무한 진동이 포함됩니다. 레이저 진동 용접 공정은 레이저 빔의 진동에 의해 용융 풀의 흐름 상태가 크게 변화하므로 자동차 차체 용접에 상당한 이점을 가지고 있습니다. 따라서 이 공정은 융합되지 않은 결함을 제거하고 결정립 미세화를 달성하며 용접 시 다공성을 억제할 수 있습니다. 동일한 차체 재료를 사용하고 서로 다른 차체 재료를 용접할 때 서로 다른 재료의 혼합이 불충분하고 용접 이음매의 기계적 특성이 좋지 않은 문제를 개선합니다.
멀티레이저빔 용접공정
현재 파이버 레이저는 용접 헤드에 설치된 빔 분할 모듈을 사용하여 단일 레이저 빔을 여러 레이저 빔으로 분할하는 데 사용할 수 있습니다. 멀티 레이저 빔 용접은 용접 공정에서 여러 열원을 적용하는 것과 동일합니다. 빔의 에너지 분포를 조정함으로써 서로 다른 빔은 다음과 같은 서로 다른 기능을 달성할 수 있습니다. 에너지 밀도가 더 높은 빔이 깊은 용융 용접을 담당하는 메인 빔입니다. 에너지 밀도가 낮은 서브 빔은 재료 표면을 청소하고 예열할 수 있으며 재료의 레이저 빔 에너지 흡수를 증가시킬 수 있습니다.
멀티 레이저 빔 용접 공정은 아연 도금 강판 용접 중 아연 증기의 증발 거동과 용융 풀의 동적 거동을 개선하고 스패터링 문제를 개선하며 용접 이음새의 인장 강도를 향상시킬 수 있습니다.
레이저 비행 용접 공정
레이저 플라이트 용접 기술은 높은 용접 효율과 용접 궤적의 자율 설계를 갖춘 새로운 레이저 용접 기술입니다. 레이저 플라이트 용접의 기본 원리는 레이저 빔이 스캐닝 미러의 X 및 Y 미러에 입사할 때 자율 프로그래밍을 통해 미러의 각도를 제어하여 레이저 빔이 어떤 각도에서도 편향되도록 하는 것입니다.
전통적으로 자동차 차체의 레이저 용접은 용접 효과를 얻기 위해 동기식 모션을 위해 레이저 용접 헤드를 구동하는 용접 로봇에 주로 의존했습니다. 그러나 용접 로봇의 반복적인 왕복 운동은 용접 횟수가 많고 용접 길이가 길기 때문에 차체 용접의 효율성을 심각하게 제한합니다. 이에 비해 레이저 플라이트 용접은 단순히 반사경의 각도를 조정하는 것만으로 특정 범위 내에서 달성할 수 있습니다. 따라서 레이저 플라이트 용접 기술은 용접 효율을 크게 향상시킬 수 있으며 적용 가능성이 넓습니다.
요약
자동차 산업의 발전과 함께 차체 용접 기술의 미래는 용접 공정과 지능형 기술 모두에서 계속해서 발전할 것입니다.
자동차 차체, 특히 신에너지 차체는 경량화 방향으로 발전하고 있습니다. 경량 합금, 복합 재료 및 이종 재료가 자동차 차체에 더욱 널리 사용될 것이며 기존의 레이저 용접 공정은 용접 요구 사항을 충족하기 어렵기 때문에 고품질과 효율적인 용접 공정이 미래 개발 추세가 될 것입니다.
최근 몇 년 동안 레이저 스윙 용접, 멀티 레이저 빔 용접, 레이저 플라이트 용접 등과 같은 새로운 레이저 용접 공정은 초기 이론 연구 및 공정 탐색의 용접 품질 및 용접 효율성에 있어 왔습니다. 미래에는 새로운 레이저 용접 공정과 자동차 차체 경량 재료, 이종 재료 용접 및 기타 시나리오가 밀접하게 결합되어야 하며, 레이저 빔 스윙 궤적 설계, 다중 레이저 빔 에너지 동작 메커니즘 및 비행 용접 효율성 개선 및 기타 측면이 필요합니다. 성숙한 경량 자동차 차체 용접 공정을 탐구하기 위한 심도 깊은 연구입니다.
자동차 차체 레이저 용접 기술은 지능형 기술과 긴밀하게 통합되고 있으며, 자동차 차체 레이저 용접 상태의 실시간 감지 및 공정 매개변수의 피드백 제어가 용접 품질에 결정적인 역할을 합니다. 현재 지능형 레이저 용접 기술은 용접 전 궤적 계획 및 추적, 용접 후 품질 검사에 주로 사용됩니다. 용접 결함 검출 및 매개변수 적응적 규제에 대한 국내외 연구는 아직 초기 단계이며, 레이저 용접 공정 매개변수 적응 제어 기술은 차체 제조에 적용되지 않았다.
따라서 레이저 용접 기술을 자동차 차체 용접 공정 특성에 적용하려면 첨단 멀티 센서 코어 레이저 용접 지능형 감지 시스템과 고속 고정밀 용접 로봇 제어 시스템을 개발하여 레이저 용접을 보장해야 합니다. "용접 전 궤적 계획 - 용접 매개변수 적응 제어 용접 후 품질 온라인 검사" 링크를 통해 각 링크의 실시간 및 정확성을 갖춘 지능형 기술을 통해 고품질과 효율적인 처리를 보장합니다.
Maven 레이저 자동화 회사는 14년 동안 레이저 산업에 중점을 두고 있으며 레이저 용접을 전문으로 하며 로봇 팔 레이저 용접기, 테이블 자동 레이저 용접기, 휴대용 레이저 용접기를 보유하고 있으며 레이저 용접기, 레이저 절단기도 보유하고 있습니다. 레이저 마킹 조각 기계, 우리는 많은 레이저 용접 솔루션 사례를 보유하고 있습니다. 관심이 있으시면 언제든지 저희에게 연락하실 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 12월 9일
