Лазерная сварка и пайка приобретают все большее значение в современном автомобилестроении.

Дата публикации: 08/09/2008
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Высокопроизводительные способы термической обработки - лазерная сварка и пайка - обеспечивают получение качественных соединений материалов и минимизируют затраты на повторную обработку. Возможность управления этими процессами позволяет избежать возникновения дефектов.
Указанными проблемами занимается Лазерный центр Байера (г.Эрланген, Германия) - в частности, решается задача лазерной сварки оцинкованных стальных листов в конструкциях с соединением внахлестку и для лазерной пайки.
Лазерная сварка тонких оцинкованных стальных листов в конструкциях с соединением внахлестку, широко используется при производстве кузовов легковых автомобилей.
Однако даже с учетом результатов последних исследований и технологических усовершенствований очень трудно контролировать и прогнозировать лазерный процесс соединения таких листов при сварке с нулевым зазором.
В большинстве случаев оцинкованные покрытия на поверхности стальных листов имеют температуру испарения ниже, чем температура плавления стали.
При сварке с нулевым зазором, как правило, дегазация испарившегося цинка между листами невозможна. Следовательно, он испаряется через парогазовый канал, при этом нарушается баланс давления и гидродинамических процессов, происходящих в сварочной ванне, и как следствие, в сварном шве появляются повреждения и дефекты.
Существует несколько способов воздействия на процесс лазерной сварки и качество формирования сварного шва. Один из них основывается на модуляции мощности лазерного излучения, что должно способствовать стабильной динамике парогазового канала и создавать постоянную дегазацию испарившегося цинка через выпускное отверстие, а также исключать повреждения, появившиеся в результате разрушений парогазового канала.
Взаимодействие модуляции мощности излучения с парогазовым каналом и жидким металлом анализируется с помощью высокоскоростной съемки, сигналов оптического процесса и результатов сварки.
Лазерная пайка является перспективным способом получения соединений при изготовлении кузовов легковых автомобилей. Но поскольку появление таких дефектов, как поры, отверстия, непровары и одностороннее расплавление стальных листов, полностью исключить невозможно, то проверка качества изделий после их изготовления является обязательной.
Точность используемых роботов и изменения мощности излучения лазера и фокального положения являются определяющими факторами в процессе образования дефектов.
Дорогостоящую проверку после изготовления изделий можно заменить пирометрическим контролем качества в режиме реального времени.
Использование системы контроля, основанной на измерении температуры, позволяет определять отмеченные дефекты. Более того, такой контроль лежит в основе управления процессом с обратной связью, что дает возможность регулировать положение робота, мощность излучения лазера и положение фокуса.
Сигналы датчика позволяют установить различия между типами дефектов и их различной интенсивностью. Результаты экспериментов подтверждают возможность системы контроля качества лазерной пайки в режиме реального времени. Исследования наилучших условий для обнаружения дефектов, а также эффективности применения системы измерения на намеренно поврежденных деталях четко показали имеющийся потенциал.
Этапы настоящего проекта включают оценку системы измерения для соединений с угловым швом и сложной геометрией шва. В будущем полученные данные должны стать основой для разработок температурного процесса с обратной связью применительно к пайке высокомощными диодными лазерами.

Статьи по теме: