Mesin Las Laser di Industri Otomotif

Lebih dari empat dekade yang lalu, laser muncul dan menunjukkan kemampuan hebat yang menggetarkan dunia. Setelah bertahun-tahun berkembang, teknologi laser telah merambah ke berbagai bidang dan memainkan peran penting. Dalam industri otomotif, teknologi laser bahkan lebih unik, pengelasan laser, pengeboran laser, penandaan laser banyak digunakan.

1. Definisi teknologi laser
Laser adalah sumber cahaya baru di tahun 1960-an. Dengan monokromatisitas yang baik, arah yang kuat, kecerahan tinggi, dan karakteristik lainnya. Ribuan zat kerja laser telah ditemukan, dengan panjang gelombang mulai dari sinar-X lembut hingga inframerah jauh. Teknologi laser menggunakan cermin polarisasi untuk memantulkan sinar yang dihasilkan oleh laser sehingga terkonsentrasi di perangkat pemfokusan untuk menghasilkan sinar energi yang sangat besar. Jika titik fokus dekat dengan benda kerja, pekerja keras meleleh dan menguap dalam milidetik, sebuah efek yang dapat digunakan dalam proses pengelasan.

2. Kelayakan teknologi pengelasan laser
Laser umumnya dikategorikan menurut zat kerja berbeda yang menghasilkan sinar laser, terutama laser semikonduktor (GaAs, InP, dll.), laser solid-state (Nd: YAG, dll.), gas (CO2, He-Ne, dll.). ) laser, laser cair (pewarna merdu, dll.), laser kimia, laser elektron bebas, dan sebagainya. Di antara mereka, laser gas menggunakan uap gas atau logam sebagai partikel pemancar cahaya, dan ini adalah kelas laser dengan varietas terbanyak, mode eksitasi paling beragam, wilayah distribusi panjang gelombang laser terluas, cara termudah untuk mewujudkan kontinyu daya tinggi output, dan yang paling banyak digunakan. Laser keadaan padat adalah untuk menghasilkan partikel laser yang diolah dalam matriks padat, yang konsentrasinya lebih besar dari gas, dan dengan demikian dapat memperoleh keluaran energi laser yang relatif besar, dengan energi besar, daya puncak tinggi, kompak, padat dan tahan lama dan segera. Pengelasan laser terutama pada penggunaan dua bahan laser yang bersemangat ini.

Penerapan teknologi pengelasan laser di bidang manufaktur telah berkembang dengan mantap, dari pulsa ke kontinu, dari daya rendah ke daya tinggi, dari pelat tipis ke bagian tebal, dari jahitan tunggal sederhana hingga bentuk kompleks, pengelasan laser dalam proses evolusi berkelanjutan telah secara bertahap menjadi teknologi pemrosesan modern yang matang. Pengelasan laser dibagi menjadi pengelasan laser berdenyut dan pengelasan laser kontinu, dan dalam pengelasan kontinu dapat dibagi menjadi pengelasan konduksi panas dan pengelasan penetrasi dalam. Dengan peningkatan daya keluaran laser, terutama munculnya laser CO2 berdaya tinggi, teknologi penetrasi laser dalam dan luar negeri telah berkembang pesat, rasio kedalaman-ke-lebar pengelasan terbesar telah mencapai 12: 1, bahan las laser dari perkembangan umum baja ringan hingga pengelasan lembaran galvanis, aluminium, titanium, tembaga dan bahan keramik saat ini, kecepatan pengelasan laser telah mencapai puluhan meter per menit, teknologi pengelasan laser Semakin matang, dan sejumlah besar aplikasi ke jalur produksi di lini produksi otomotif, seperti pengelasan roda gigi, lantai otomotif dan komponen struktural (termasuk bodi pintu) dari pengelasan kecepatan tinggi dan telah mencapai manfaat ekonomi dan sosial yang besar.

Menurut statistik yang relevan, di negara-negara industri maju Eropa dan Amerika Serikat, terdapat 50 persen -70 persen suku cadang mobil dilengkapi dengan pemrosesan laser. Yang terutama berbasis laser las dan pemotongan, las laser dalam industri otomotif telah menjadi proses standar. Pengelasan laser untuk panel bodi dapat memiliki ketebalan yang berbeda dan memiliki lapisan pelapis permukaan yang berbeda dari pelat logam yang dilas bersama, dan kemudian dicap, sehingga struktur panel dapat dibuat untuk mencapai kombinasi logam yang paling masuk akal. Kecepatan pengelasan laser sekitar 4,5m/menit, dan ada sedikit deformasi, menghilangkan pemrosesan sekunder. Pengelasan laser mempercepat proses penggantian bagian yang dipalsukan dengan bagian yang dicap. Penggunaan las laser mengurangi lebar pangkuan dan beberapa bagian penguat, dan juga menekan volume bagian struktural bodywork itu sendiri. Ini saja sudah mengurangi bobot tubuh hingga 56 kg. las laser digunakan untuk mengelas cangkang dan rangka atap, dan untuk mengelas penutup konverter transmisi, yang dikontrol oleh CNC, dengan waktu siklus sekitar 16 detik, dan waktu pengelasan sebenarnya hanya 3 detik, dan dapat dioperasikan terus menerus selama 24 jam sehari. Digunakan untuk mengelas rakitan dan sasis transmisi mobil kecil, kecepatan pengelasan sinar laser, mudah diotomatisasi dan mudah dikendalikan dan digabungkan menjadi sistem manufaktur yang fleksibel, sinar laser untuk meningkatkan desain produk pabrikan dan siklus produksi, mengurangi tingkat skrap produk jadi .

3. Mesin las laser di industri otomotif
Penggunaan pengelasan laser dapat membawa manfaat ekonomi yang besar bagi industri manufaktur mobil, seperti perakitan bodi dalam sejumlah besar pengelasan titik, dua kepala pengelasan dijepit di tepi pengelasan benda kerja, lebar flensa membutuhkan 16mm, dan pengelasan laser adalah pengelasan satu sisi, hanya 5mm, pengelasan titik untuk pengelasan laser, setiap mobil dapat menghemat 40kg baja. dengan las las spot tradisional dua potong bagian stamping baja lembaran 0.8mm, rata-rata adalah 20 poin / mnt, jarak pengelasan 25mm, yaitu kecepatan 0,5 m / mnt, dengan kecepatan las laser bisa mencapai 5m/min atau lebih. Penggunaan teknologi pengelasan laser, tidak hanya untuk mengurangi biaya, tetapi juga sangat meningkatkan efisiensi produksi. Saat ini, satu set sistem robot pengolah laser kelas kilowatt selama ratusan ribu dolar, keamanan dan keandalan laser baru juga dijamin, tingkat downtime kegagalannya hanya 2 persen , langkah-langkah perlindungan juga sangat andal . Pengelasan laser membutuhkan kecocokan yang erat antara permukaan kontak benda kerja, yang tidak mudah diwujudkan dalam prosesnya, tetapi metode penjepitan canggih saat ini dan cocok untuk desain flensa las laser sehingga masalah ini telah dipecahkan, pematangan teknologi pengelasan laser secara bertahap membuat produsen mobil besar tanpa kecuali akan diterapkan pada pengelasan laser dari jalur produksi mobil.

Amerika Serikat adalah laser berdaya tinggi paling awal yang diperkenalkan ke dalam industri otomotif, di pusat industri otomotif Amerika Serikat di wilayah Detroit terdapat lebih dari 40 stasiun pemrosesan laser untuk pemotongan bagian logam mobil dan pengelasan roda gigi, sehingga reformasi mobil dari 5 tahun disingkat menjadi 2 tahun. General Motors Amerika Serikat telah mengadopsi 22 lini produksi pemrosesan laser, Perusahaan Ford Motor Amerika Serikat menggunakan laser Nd: YAG yang dikombinasikan dengan robot industri untuk mengelas bodi sedan, sangat mengurangi biaya produksi, tiga perusahaan mobil besar AS pada tahun 2000, di sana telah 50 persen dari lini produksi las titik resistensi digantikan oleh lini produksi las laser. Di Jepang, penerapan las laser yang sukses di lini produksi menjadi perhatian dunia, seperti pada manufaktur bodi mobil dalam penerapan las laser pada pencetakan stamping pelat baja tipis dengan metode baru, dan sekarang telah menjadi sebagian besar mobil dunia. produsen untuk mengikutinya. Banyak perusahaan mobil terkemuka di dunia telah membangun lini produksi pengelasan laser khusus: lini produksi pengelasan lantai mobil Baja Thyssen, lini produksi pemrosesan laser peralatan pabrik mobil Volkswagen, pabrik mobil Mercedes-Benz di 18 pabrik di 8 pabrik memasang peralatan pemrosesan laser.

Mesin las laser digunakan dalam industri otomotif terutama untuk pengelasan bodi mobil dan pengelasan blanko yang disambung. Untuk memenuhi permintaan pasar dan pelanggan, perbaikan bodi dan proses pembuatan sangat diperlukan, dan nilai bodi mobil sekitar 1/5 dari nilai total mobil, penggunaan proses las laser sehingga bodi dari ketahanan benturan dan ketahanan lelah dapat ditingkatkan secara signifikan, meningkatkan kualitas mobil. Pengelasan laser karena penggunaan kontrol komputer, sehingga memiliki fleksibilitas dan mobilitas yang kuat, dapat menjadi bentuk khusus dari panel pintu, spatbor, roda gigi, panel instrumen dan bagian lain dari pengelasan, tetapi juga untuk melengkapi atap dan samping mobil, rangka mesin dan rangka radiator serta bagian perakitan lainnya, jika digabungkan dengan sistem transmisi serat optik dan tangan robot, Anda dapat mewujudkan jalur perakitan otomotif otomatis. Penggunaan transmisi serat optik sekitar 3KW Nd: YAG laser terus menerus, dengan sistem pengelasan titik, dan perlengkapan jalur produksi, dapat mencapai tujuan pengelasan otomatis, General Motors, Mercedes-Benz, dll. Telah mengadopsi sistem ini yang digunakan dalam jalur produksi dari model terbaru, sistem pengelasan laser hampir dapat mencapai persyaratan pemrosesan yang sempurna, dalam hal efisiensi, ekonomi, keamanan, kekuatan, ketahanan korosi memiliki kinerja yang sangat baik. Sistem pengelasan laser digunakan di lini produksi model mobil terbaru.

Bodi dan sasis mobil terdiri dari lebih dari 300 jenis suku cadang, penggunaan pengelasan laser dapat hampir semuanya terlepas dari ketebalan, kadar, jenis, kadar bahan yang dilas bersama untuk membuat berbagai bentuk suku cadang, sangat meningkatkan fleksibilitas dari desain mobil. Billet splicing dalam analisis penuh dari struktur tubuh atas dasar mengoptimalkan desain komponen, sehingga dapat menjadi beberapa billet khas pengelasan dari beberapa jenis billet, yang sangat mengurangi jumlah cetakan, meningkatkan pemanfaatan bahan, tetapi juga dalam kekuatan persyaratan yang berbeda dari bagian billet yang berbeda dengan ketebalan yang berbeda dapat digunakan dalam cetakan stamping untuk mengurangi berat dan meningkatkan akurasi, tetapi juga membuat ketahanan korosi dan kinerja keselamatan telah sangat ditingkatkan! Struktur tubuh juga sangat disederhanakan. Lini produksi penutup samping Toyota menggunakan teknologi pengelasan splicing blank, membuat jumlah cetakan menjadi empat, tingkat pemanfaatan material 65 persen, ditambah bagian lain, sehingga biaya setiap mobil turun lebih dari 30 dolar AS, sangat meningkatkan keuntungan produsen mobil.

Saat ini, di luar negeri, Volkswagen Jerman di AudiA6, GolfA4, Passat dan merek atap lainnya adalah las laser, BMW, General Motors di bagian atas rangka juga menggunakan las laser, General Motors, Toyota, Ford, BMW, Fiat, Mercedes-Benz, Volkswagen digunakan dalam teknologi pelat penyambungan laser, Tiga Besar Amerika Serikat, Jerman Mercedes-Benz menggunakan komponen transmisi yang dilas laser. Volkswagen, General Motors, Mercedes-Benz, Nissan menerapkan teknologi pemotongan laser, Fiat dan Toyota dengan katup buang mesin pelapis laser, poros bubungan mesin Volkswagen untuk mencapai perawatan pengerasan permukaan laser.

Di dalam negeri, dari model berkualitas tinggi dalam negeri, seperti: Passat, Buick, Audi, dll. Digunakan untuk pengelasan laser menjadi pengelasan laser pada transformasi dalam negeri mulai menggunakan teknologi pengelasan laser, yang pertama di negara tersebut menggunakan teknologi pengelasan laser (bukan pengelasan laser), di garis depan FAW-Volkswagen, sementara beberapa produsen mobil dalam negeri secara bertahap mulai menggunakan teknologi ini. Teknologi laser saat ini dalam penerapan FAW, FAW Volkswagen AudiA6 top dan penutup belakang BORA menggunakan las laser, Sagitar (Sagitar) berada di bagian atas tubuh, penutup belakang dan bagian lain dari teknologi las laser, panjang las lebih dari 30 meter. FAW menggunakan peralatan untuk laser HassYAG 3KW Jerman dan robot Kuka, bagian kelongsong bodi sedan FAW Car Company menggunakan pemotongan laser, menggunakan peralatan untuk mesin pemrosesan laser CO2 tiga dimensi lima sumbu tiga dimensi ARNOLD 3KW Jerman, sepatu rem pabrik suku cadang sasis FAW menggunakan laser pengerasan, menggunakan peralatan untuk mesin pengolah laser 2KW CO2 domestik, bagian pelat tipis pusat cetakan FAW untuk pemotongan Laser, penggunaan peralatan untuk mesin pengolah laser 1.5KWCO2 domestik. Dengan kematangan teknologi las laser dan penurunan harga mesin las laser, Chery Automobile China juga mulai menggunakan teknologi las laser.

4. Prospek teknologi laser

Teknologi pengelasan laser pada proses pengelasan otomotif tradisional telah membawa dampak dari sikap perusahaan otomotif besar yang sangat positif terhadap hal ini, penggunaan teknologi baru berarti daya saing yang lebih kuat, terutama persaingan brutal di industri otomotif. Teknologi pengelasan laser dalam pengelasan aluminium, bagian yang dilas alih-alih pengecoran dan aplikasi pengelasan struktur rangka seluruh tubuh masa depan terbesar, produsen laser harus memanfaatkan peluang bisnis dalam mobilitas laser, volume, dan aspek lain dari pekerjaan, dengan serat optik laser transmisi, sehingga laser lebih cocok untuk kebutuhan lini produksi otomotif. Beberapa produsen produk laser dalam negeri secara bertahap menyadari hal ini, seperti Hubei Optical Optical Systems Co., Ltd. produksi mesin las laser Nd: YAG berdenyut menggunakan pemusatan kopling serat optik, mudah digunakan, kepala laser bisa jauh dari zona pengelasan, kinerja laser stabil dan dapat diandalkan, umur panjang, tetapi juga penggunaan sistem tradisional optik tradisional, laser dapat berupa pengelasan laser, pemotongan laser dan meninju, keduanya. Satu mesin serbaguna, sangat cocok untuk bengkel pemrosesan laser dan jalur produksi otomatis.

5. Ringkasan

Industri mobil abad ke-21 melangkah ke kebutuhan pengguna sesuai dengan mode produksi modular yang fleksibel, teknologi pemrosesan tradisional tidak dapat memenuhi kebutuhan mode produksi baru, yang memberikan aplikasi skala besar teknologi pengelasan laser memberikan peluang, teknologi pengelasan laser dan teknologi pemrosesan laser lainnya di bidang otomotif akan semakin berkembang, menjadi metode pemrosesan yang penting dalam industri otomotif.