Vďaka výhodám vysokej hustoty energie, hlbokého prieniku, vysokej presnosti a vysokej adaptability sa laserové zváranie oceňovalo v oblastiach letectva, strojov, elektroniky, automobilového priemyslu, stavby lodí a jadrovej energetiky. Najmä v automobilovej výrobe sa laserové zváranie bežne používa pri montáži karosérie, ako aj pri výrobe automobilových súčiastok.
Vďaka svojim výhodám, ako je vysoká hustota energie, hlboká penetrácia, vysoká presnosť a vysoká adaptabilita, sa laserové zváranie oceňovalo v oblastiach letectva, strojov, elektroniky, automobilového priemyslu, stavby lodí a jadrovej energetiky. Najmä v automobilovej výrobe sa laserové zváranie bežne používa pri montáži karosérie, ako aj pri výrobe automobilových súčiastok. Podľa relevantných štatistík je 50% až 70% automobilových súčiastok vo vyspelých európskych a amerických priemyselných krajinách dokončených laserovým spracovaním. Medzi nimi sa používa hlavne zváranie a rezanie laserom. Laserové zváranie sa stalo štandardným procesom v automobilovej výrobe.
Technológia aplikácie laserového zvárania
1.Laserová technológia zvárania karosérie automobilov
Karoséria vozidla je typická tenká doska a štruktúra škrupiny. Je vyrobený z nízkolegovanej vysokopevnostnej tenkej oceľovej platne vylisovaním, rezaním a tvarovaním do krytu a zostavuje sa zváraním. Počet zváracích bodov v zostave karosérie môže dosiahnuť niekoľko tisíc. Tradičné zváranie využíva odporové bodové zváranie. Proces odporového bodového zvárania používa dve elektródy na stlačenie obrobku z dvoch smerov, na natlakovanie a nabitie energie obidvoch lapovacích častí, aby sa vytvoril spájkovací spoj medzi kontaktnými povrchmi, a zváranie obrobkov k sebe. Aby sa splnili požiadavky na spojenie a tvar, musí sa medzi spájkami zachovať určitý interval. Počas bodového zvárania sú zváracie kliešte zvárané pod okrajom obrobku a šírka príruby musí byť 16 mm; zatiaľ čo laserové zváranie je jednostranné zváranie, šírka príruby je iba 5 mm. Zmena bodového zvárania na laserové zváranie môže ušetriť 40 kg ocele na auto.
Úzke a hlboké zvary vytvorené laserovým zváraním ľahko prenikajú do obrobku. Medzi laserovou hlavou a časťami, ktoré sa majú zvárať, nedochádza k mechanickému kontaktu a nedochádza k mechanickému namáhaniu pri spracovaní. Pevnosť v ťahu a únava laserového zvaru sú ekvivalentné pevnosti základného materiálu a spĺňajú požiadavky na únosnosť. To môže znížiť hrúbku materiálu komponentu a znížiť telesnú hmotnosť. Zároveň, pretože laserové zváranie je riadené počítačom, má veľkú flexibilitu a ovládateľnosť a môže zvárať dvere, usmerňovače, prevody, prístrojové dosky so špeciálnymi tvarmi. Spolu s prenosovými systémami a robotmi z optických vlákien môžete automatizovať montážne linky automobilov.
2.Laserová technológia prispôsobenia
Technológia laserového zvárania na mieru je jednou z najúspešnejších a zrejmých výhod laserového zvárania v automobilovom priemysle. Keď automobilový priemysel prvýkrát nanášal plechy na mieru zvárané, bolo to hlavne vyriešenie problému nedostatočnej šírky oceľovej dosky valcovanej valcovňou a splnenie požiadaviek automobilového priemyslu na široké plechy pomocou technológie zváranej na mieru. S rozvojom automobilového priemyslu sa plechy zvárané na mieru vyvíjajú v smere rozdielov hrubých plechov a oceľové plechy rôznych hrúbok sa môžu zvárať na mieru. V tomto okamihu sa účel oceľových plechov na mieru zváraných na mieru skutočne dosiahol. Vynález technológie zvárania plechov na mieru bol prvýkrát použitý pri výrobe Audi 100 v roku 1985. Technológiou zvárania laserom na mieru je výber oceľových plechov s rôznymi druhmi, druhmi, stupňami a hrúbkami ocele podľa výkonnostných požiadaviek rôznych častí. karosérie automobilu počas výroby laserovej karosérie. Laserovým rezaním a zváraním na mieru sa určité časti karosérie automobilu, ako sú bočné steny, podlahové dosky, vnútorné dvere dverí, stĺpy atď. (Pozri obrázok 1), navzájom zvaria a potom vyrazia, aby sa znížila hmotnosť karosérie vozidla, pričom sa zabezpečí pevnosť karosérie vozidla. Táto technika má niekoľko výhod:
1) Znížte počet častí a vybavenia a postupov pre veľký počet procesov lisovania. Zváranie na mieru môže byť vytvorené integrálne. Podľa rôznych požiadaviek na pevnosť rôznych častí sú plechy rôznych hrúbok zvarené a potom opäť razené. Súčasne sa môže zlepšiť presnosť karosérie automobilu a môže sa znížiť veľký počet zariadení na spracovanie výliskov, procesov a foriem.
2) Znížte hmotnosť zložky. Vďaka použitiu rôznych oceľových dosiek na spájanie sa môžu potiahnuté oceľové platne použiť na zvýšenie životnosti častí, ktoré sú ľahko skorodované, tenšie oceľové platne sa môžu použiť na diely, ktoré nenesú zaťaženie alebo ľahké zaťaženie, a vysokopevnostnej ocele. Dosky môžu byť použité pre diely, ktoré nesú zaťaženie. Už nemusia zvárať výstuhy, čo výrazne zjednodušuje štruktúru karosérie, čím sa znižuje spotreba ocele a výrobné náklady, znižuje sa hmotnosť karosérie a nakoniec sa znižuje spotreba energie v automobile.
3) Zlepšiť kvalitu konštrukcie a spoľahlivosť komponentov. Pretože namiesto diskontinuálneho bodového zvárania a nitovania sa používa kontinuálne zváranie, tuhosť, upevnenie a bezpečnosť karosérie vozidla sa výrazne zlepšia.
4) Poskytuje možnosť výroby širokopásmových vozidiel. V dôsledku obmedzení valcovne nie je možné vyrábať oceľové plechy, ktoré sú príliš široké, a automobilové požiadavky na široké plechy sú čoraz naliehavejšie. Použitie laserového zvárania na mieru je efektívny a ekonomický proces. Laserové zváranie na mieru umožňuje vozidlu vyzerať krajšie a pohodlnejšie.
Optimalizujte návrh na základe analýzy štruktúry karosérie a vyberte niekoľko typických oceľových dosiek pre zváranie na mieru, ktoré môžu zlepšiť mieru využitia materiálu, eliminovať proces sekundárneho spracovania a výrazne znížiť počet foriem. Po použití panelov zváraných na mieru v bočnej výrobnej linke spoločnosti Toyota Motor Corporation v Japonsku sa počet dielov znížil o 66%, počet foriem sa znížil z 20 na 4 a miera využitia materiálov sa zvýšila z 40% až 65%. Použitím zvárania prispôsobeného na mieru môže stredne veľké auto stratiť 9 kg bez toho, aby to ovplyvnilo jeho pevnosť.
V súčasnosti veľké zahraničné oceliarske spoločnosti intenzívne vyvíjajú výrobné linky na zváranie prispôsobené laserom. ArcelorMittal má 35 výrobných liniek na zváranie prispôsobených laserom a jej výrobky tvoria viac ako 50% európskeho trhu; Talianska spoločnosť Solblank má vo výrobe 14 zváracích liniek na zváranie prispôsobených laserom a plánuje tiež založenie 4 zváracích liniek prispôsobených laserom vo Veľkej Británii a Spojených štátoch amerických; Spoločnosť ThyssenKrupp založila spoločné podniky s laserovým zameraním v Indonézii a Spojených štátoch (Detroit); British Steel zriadila špecializované centrum (spoločnosť), ktoré môže automobilovým výrobcom poskytovať polotovary na mieru; USA a Japonsko tiež obaja založili podobné spoločnosti. V súčasnosti tvoria polotovary vyrobené na mieru v západnej Európe 70% celkovej svetovej produkcie, 20% v Spojených štátoch a 10% v Japonsku.