La saldatura laser è un metodo di saldatura efficiente e preciso che utilizza un raggio laser ad alta densità di energia come fonte di calore, ma questo processo richiede coerenza tra il raggio laser e le dimensioni del cordone di saldatura. Relativamente parlando, l'arco metallico a gas e la saldatura in serie sono migliori nella gestione di situazioni in cui le dimensioni degli spazi sono incoerenti. Pertanto, alcune case automobilistiche combinano la saldatura laser e la saldatura a gas per ottenere risultati di saldatura ideali.
Attualmente, gli acquirenti di automobili stanno ponendo crescenti richieste sulla qualità e sulle prestazioni dei loro prodotti. Per soddisfare le esigenze dei clienti è necessaria una continua innovazione di processo.
Lo stesso vale per i processi di saldatura laser. I produttori di automobili sperano di adottare processi con velocità di saldatura più elevate e cicli di produzione più brevi, garantendo al contempo la qualità del prodotto e mantenendo una certa flessibilità di saldatura per diverse dimensioni di gioco. Oggi i tradizionali processi di saldatura laser non riescono più a soddisfare queste due esigenze produttive.
Tuttavia, l'applicazione riuscita della brasatura laser, un processo di saldatura ibrido che combina la saldatura laser con la saldatura ad arco a gas schermato (GMAW), ha risolto questo problema di saldatura. Sappiamo che la saldatura laser produce un bagno fuso molto stretto. La dimensione del bagno fuso è proporzionale alla profondità di saldatura e alla larghezza della saldatura, ottenendo così velocità di saldatura molto elevate. Tuttavia, a causa del diametro focale molto piccolo del raggio laser, la saldatura laser non può facilmente far fronte a situazioni in cui la larghezza della giunzione differisce in modo significativo dal diametro del raggio laser. La densità di energia della saldatura ad arco con gas schermato (GMAW) è bassa, il che può formare grandi punti luminosi sulla superficie dei materiali e può produrre buoni effetti di saldatura per varie larghezze di giunzione.
Ora, questo processo di saldatura ibrido è stato testato su alcune linee di produzione automobilistiche e l'effetto di saldatura è molto ideale.
Introduzione alla tecnologia di saldatura ibrida laser
A differenza delle operazioni in catena di montaggio con una determinata sequenza di processo, la saldatura ibrida comporta l'esecuzione simultanea di due metodi di saldatura nello stesso processo. Diverse forze e caratteristiche di saldatura possono essere regolate selezionando diversi parametri di processo di saldatura ad arco e saldatura laser. Rispetto a un singolo processo, la profondità di saldatura e la velocità di saldatura del processo combinato sono state notevolmente migliorate. Il metallo sublima nella cavità di saldatura e reagisce con il plasma dell'arco. L'assorbimento della radiazione laser Nd:YAG nel plasma è trascurabile. Regolando il rapporto di potenza della saldatura laser e della saldatura ad arco, la velocità e la flessibilità di saldatura possono essere progettate per far fronte a diverse larghezze di saldatura, in modo da produrre diversi effetti di saldatura.
Rispetto alla tecnologia di saldatura laser pura, la tecnologia di saldatura ibrida laser presenta i seguenti vantaggi: ha un'elevata capacità di colmare il divario, una migliore larghezza e profondità di penetrazione istantanea, una gamma di applicazioni più ampia e una migliore tenacità di saldatura. Rispetto al processo di saldatura ad arco a gas singolo (GMAW), la saldatura laser ibrida mostra una maggiore velocità di saldatura, una penetrazione più profonda ad alta velocità, un minore apporto di calore, una maggiore resistenza alla saldatura e una saldatura più stretta.
Rispetto alla saldatura laser tradizionale, il processo di saldatura laser ibrido che combina la saldatura laser e la saldatura ad arco a gas può formare un bagno di saldatura più ampio. Pertanto, il processo di saldatura laser ibrido può soddisfare i requisiti di saldatura di componenti di saldatura larghi che non sono applicabili alla tecnologia laser convenzionale.
Applicazione della saldatura laser nell'industria automobilistica
La saldatura laser ibrida può fornire un'elevata velocità di saldatura e una forte penetrazione, ma l'apporto di calore richiesto è significativamente ridotto. Rispetto ai tradizionali processi di saldatura a filo, la velocità di saldatura della saldatura ibrida laser è aumentata di circa il 30%. Il motivo per cui la tecnologia di saldatura laser ibrida può bilanciare la penetrazione profonda e le buone prestazioni di saldatura è che il raggio laser ha un'elevata densità di energia e il filo di saldatura può riempire completamente la sezione trasversale della saldatura. Alcuni anni fa, questo processo di saldatura era già promosso e utilizzato tra i fornitori automobilistici in prima linea.
La buona applicazione della tecnologia di saldatura ibrida laser nella saldatura dei pannelli laterali ha notevolmente migliorato l'automazione della saldatura. Rispetto alla tradizionale saldatura ad arco a gas
La linea di produzione di saldatura ibrida laser può far risparmiare quasi la metà dello spazio di produzione;
Ridurre il consumo di filo di saldatura dell'80%;
Aumentare la velocità di saldatura del 30%;
Rispetto al tradizionale processo di saldatura ad arco a gas, la saldatura laser ibrida consente di risparmiare quasi il 30% del lavoro umano.
Processo di saldatura laser composito
Quando si esegue la saldatura ibrida laser), vengono generati due archi di saldatura nell'area di saldatura, il raggio laser all'estremità anteriore viene utilizzato per saldare il fondo, quindi il processo di saldatura ad arco di gas viene utilizzato per chiudere lo spazio e aumentare lo spessore della saldatura.
L'elevata flessibilità è una caratteristica importante dei processi di saldatura ibrida. Ad esempio, è possibile impostare tre diverse potenze di uscita in base all'effetto di saldatura desiderato. In questo modo, l'operatore può progettare i parametri di potenza erogata durante il processo di saldatura ibrida e fare riferimento alla geometria della saldatura per impostare il percorso di saldatura e selezionare una velocità di saldatura ragionevole. La profondità di saldatura può essere regolata in modo completo combinando la potenza del laser, il diametro focale e la velocità di saldatura. Inoltre, è possibile utilizzare due diversi tipi di fili per saldatura di metalli per ottenere migliori risultati di saldatura.
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