Analyse des principales applications de la technologie de soudage au laser dans le secteur automobile
Selon les statistiques pertinentes, 50% à 70% des pièces automobiles dans les pays industrialisés d'Europe et d'Amérique sont traitées par traitement au laser, principalement par soudage et découpage au laser. Le soudage au laser est devenu un procédé standard dans la consommation automobile.
Technologie d'application de soudage au laser
1. Technologie de soudage laser de carrosserie
La carrosserie de l’automobile est une structure de coque en plaques minces typique, constituée d’une tôle d’acier à haute résistance faiblement alliée obtenue par estampage, découpage et mise en forme, et assemblée par soudage. Il existe des milliers de joints de soudure dans la carrosserie, et la soudure classique est un processus de soudage par points par résistance. Le procédé de soudage par points par résistance utilise deux électrodes pour presser la pièce de travail dans deux directions, pressuriser et activer les deux joints à recouvrement et former un joint de soudure entre les faces de contact pour souder la pièce ensemble. Afin de satisfaire aux exigences de combinaison et de forme, un certain intervalle doit être respecté entre les joints de soudure. Lors du soudage par points, les pinces sont soudées sous le bord de la pièce, la largeur de la bride doit être de 16 mm; et la soudure au laser est une soudure unilatérale, la largeur de la bride n’est que de 5 mm. Changez le soudage par points en soudage laser. Cela seul peut économiser 40 kg d'acier par voiture.
Les soudures étroites et profondes formées par soudage au laser pénètrent facilement dans la pièce. Il n'y a pas de contact mécanique entre la tête laser et la pièce à souder et il n'y a pas de contrainte mécanique d'usinage. La résistance à la traction et la résistance à la fatigue de la soudure au laser sont équivalentes à celles du métal de base, ce qui répond aux exigences de capacité de charge, de sorte que le matériau du composant puisse être aminci et que le poids de la carrosserie du véhicule puisse être réduit. Dans le même temps, puisque le soudage au laser est contrôlé par ordinateur, il offre une grande flexibilité et une grande maniabilité, et peut être utilisé pour le soudage de panneaux de porte de forme spéciale, de chicanes, d’engrenages, de tableaux de bord, etc. Avec l'ajout de robots et de systèmes de transmission à fibre optique, l'automatisation de la chaîne de montage automobile peut être complétée.
Pièces automobiles utilisant des flans soudés sur mesure
2, technologie de soudage laser sur mesure
La technologie de soudage sur mesure au laser est l’une des technologies les plus réussies et les plus efficaces pour le soudage au laser dans l’industrie automobile. Lorsque l'industrie automobile a appliqué les ébauches soudées sur mesure pour la première fois, afin de résoudre le problème d'insuffisance de la largeur de la tôle d'acier laminée par le laminoir, la technologie de personnalisation a été utilisée pour répondre aux exigences de l'industrie automobile en matière de tôles larges. Avec le développement de l'industrie automobile, les flans soudés sur mesure sont développés dans la direction de la plaque médiocre, et des plaques d'acier d'épaisseurs différentes peuvent être soudées ensemble. A ce stade, l'objectif de la soudure des plaques d'acier est véritablement atteint. ThyssenKrupp, qui a inventé la technologie de découpe au laser sur mesure, a d'abord appliqué cette technologie à la fabrication grand public de l'Audi 100 en 1985. La technologie de soudage sur mesure au laser consiste à sélectionner des tôles d'acier avec différentes parties de la carrosserie du véhicule. Grâce à la découpe au laser et au soudage sur mesure, une certaine partie de la carrosserie du véhicule, telle que la paroi latérale et la plaque de fond, La porte intérieure et le montant de la porte sont soudés ensemble, puis transformés en un tampon. Le but est de réduire le poids du véhicule sous prétexte d'assurer la résistance de la carrosserie du véhicule. Cette technologie présente de nombreux avantages:
(1) Réduisez le nombre de pièces et un grand nombre d'équipements et de processus d'estampage. Le soudage sur mesure peut être formé intégralement. Selon les différentes exigences des différentes pièces, les tôles d'épaisseurs différentes sont soudées, estampées et formées à nouveau. Dans le même temps, la précision de la carrosserie du véhicule peut être améliorée et les équipements, processus et moules d'un grand nombre de processus d'estampage peuvent être réduits.
(2) Réduisez le poids des composants. En raison de l'utilisation de différentes épissures de tôle d'acier, les tôles d'acier revêtues peuvent être utilisées pour améliorer la durée de vie des pièces sujettes à la corrosion, des tôles d'acier plus minces peuvent être utilisées pour les pièces qui ne sont soumises à aucune charge, et les tôles d'acier à résistance élevée être utilisé pour les pièces porteuses. Les nervures de soudure ne sont plus nécessaires, ce qui simplifie grandement la structure de la carrosserie, réduisant ainsi la consommation d'acier et les coûts de consommation, réduisant le poids du corps et réduisant en fin de compte la consommation d'énergie du véhicule.
(3) Améliorer la qualité structurelle et la fiabilité des composants. Grâce au soudage en continu au lieu du soudage par points discontinu et du rivetage, la rigidité et l’étanchéité du corps ainsi que la sécurité sont grandement améliorées.
(4) Fournir la possibilité de consommer des voitures à caisse large. En raison des limitations du laminoir, il est impossible de consommer des tôles d'acier trop larges et la demande de tôles larges dans les automobiles devient de plus en plus urgente. Le soudage sur mesure au laser est un procédé efficace et économique. La soudure au laser rend la voiture plus belle et plus silencieuse.
Sur la base de l'analyse de la structure de la carrosserie, l'optimisation de l'imagination, le choix de quelques soudures de tôles d'acier typiques peuvent améliorer l'utilisation des matériaux, économiser le processus de traitement secondaire et réduire considérablement le nombre de moules. Après l'utilisation d'ébauches soudées sur mesure par la chaîne de consommation de paroi latérale de Toyota Motor Corporation, le nombre de pièces a été réduit de 66%, le nombre de moules est passé de 20 à 4 et le taux d'utilisation de matériau est passé de 40% à 65%. . Avec le soudage sur mesure au laser, une voiture de taille moyenne peut perdre 9 kg sans affecter sa résistance.
À l'heure actuelle, les grandes entreprises sidérurgiques étrangères développent avec vigueur des produits consommables pour le soudage au laser. ArcelorMittal dispose de 35 consommables de soudage au laser, ses produits représentant plus de 50% du marché européen. Italie Solblank a 14 consommables de soudage au laser dans la consommation, mais est également prêt à établir au Royaume-Uni et aux États-Unis 4 lignes de personnalisation au laser; ThyssenKrupp a créé une entreprise commune de personnalisation laser en Indonésie et aux États-Unis (Detroit); British Steel a construit un centre spécialisé (entreprise) capable de fournir aux constructeurs des ébauches soudées sur mesure; Le Japon a également créé des entreprises similaires. À l'heure actuelle, les tôles soudées sur mesure consommées en Europe occidentale représentent 70% de la production totale mondiale, 20% de la consommation américaine et 10% de la consommation japonaise.
Certains constructeurs chinois ont adopté la technologie de soudage au laser dans certains nouveaux modèles. Par exemple, Shanghai Volkswagen a adopté la technologie de soudage au laser dans la fabrication de nouvelles carrosseries de voitures. Wuhan Huagong Laser Engineering Co., Ltd. a fourni des centaines de jeux de faisceaux longitudinaux avant. Plaque de soudure laser épaisse, la qualité de la soudure a atteint le standard européen de l'imagination. La découpe sur mesure au laser ThyssenKrupp Angang Zhongrui est la première ligne de consommation de découpes au laser conçue directement pour les constructeurs automobiles à Anshan Iron and Steel Co., Ltd. Elle constitue une étape importante pour Anshan Iron and Steel dans le traitement en profondeur du laminage à froid des produits.
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