Özet: Geleneksel otomobillerdeki çeliğin yerine alüminyum alaşımlarının kullanılması, hafif otomobiller elde etmenin önemli yollarından biridir.Ancak alüminyum alaşımının iyi ısı iletkenliği ve büyük doğrusal genleşme katsayısı özelliklerinden dolayı kaynaklamada bazı problemler yaşanmaktadır.

Geleneksel otomobillerdeki çeliğin yerine alüminyum alaşımlarının kullanılması, hafif otomobiller elde etmenin önemli yollarından biridir.Bununla birlikte, alüminyum alaşımının iyi ısı iletkenliği ve büyük doğrusal genleşme katsayısı özelliklerinden dolayı kaynaklamada bazı problemler vardır:

1) Alüminyum alaşımının kaynaklı bağlantıları ciddi şekilde yumuşamıştır ve mukavemet katsayısı düşüktür;

2) Alüminyum alaşımı, yüksek güç yoğunluğunda bir kaynak işlemi gerektiren, refrakter bir oksit filmi (Al2O3, erime noktası 2060°C) oluşturmak üzere kolayca oksitlenir;

3) gözeneklerin üretilmesi kolaydır;

4) Doğrusal genleşme katsayısı büyüktür ve kaynak deformasyonu ve kaynak çatlaklarının oluşması kolaydır;

5) Isı iletkenliği ve özgül ısı kapasitesi büyüktür ve ısı girişi kaynaklı çeliğinkinden 2 ila 4 kat daha fazladır.

Bu nedenle, yüksek performanslı alüminyum alaşımlı kaynaklı bağlantılar elde etmek için, yüksek enerji yoğunluğuna, düşük kaynak ısı girdisine ve yüksek kaynak hızına sahip kaynak yöntemleri gereklidir; bunların arasında lazer kaynak, en umut verici alüminyum alaşımlı kaynak teknolojilerinden biridir.

1. Alüminyum alaşımlı lazer kaynak teknolojisi

1.1 Alüminyum alaşımlı lazer kendiliğinden akan kaynak

Lazer kendi kendine akan kaynak, kaynaklı bir bağlantı oluşturmak üzere ana metalin kendisini eritmek üzere ana metalin yüzeyine etki etmek için yüksek enerji yoğunluklu bir lazer ışınının bir ısı kaynağı olarak kullanıldığı bir kaynak yöntemini ifade eder.Alüminyum alaşımlı lazer kaynağı için, alüminyum alaşımlı yüzeyin lazere karşı yüksek yansıtıcılığı vardır ve kaynak için büyük bir lazer gücü gerekir;lazer nokta çapı küçüktür, kaynak takımının hassasiyeti yüksektir ve parça aralığının tolerans değeri düşüktür, genellikle parça gerektirir Boşluk değeri 0,2 mm'nin altındadır;Kaynak işlemi sırasında ısıtma ve soğutma hızı hızlıdır, kaynak gözenekliliği kusurları çoktur, lazer enerji yoğunluğu yoğunlaşmıştır ve anahtar deliği etkisi kolayca kaynak batması ve alttan kesme olgusuna yol açabilir.Bu nedenle kaynak prosesi parametrelerinin gereksinimleri daha yüksektir.

Lazer kendiliğinden akışlı kaynak, alüminyum alaşımlı kaynakta iyi kaynak kalitesi, hızlı kaynak hızı ve kolay otomasyon avantajlarına sahiptir ve otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Elektrikli araç endüstrisinde, alüminyum alaşımlı lazer kendi kendine akan kaynak esas olarak güç aküsü kutusunun kapatılması için kullanılır.Çin'deki bir yeni enerji otomobil şirketinin alüminyum gövdesinde, kapı aksamının ve yan duvar yapısal parçalarının kaynağında da alüminyum alaşımlı lazer kendi kendine eritme kaynağı kullanılıyor.

1.2 Alüminyum Alaşımlı Lazer Dolgu Kaynağı

Lazer tel dolgu kaynağında, kaynak yapılacak metali eritmek için lazer hala ana ısı kaynağı olarak kullanılır, ancak metalurjik bağlantı işlemini gerçekleştirmek için dolgu metalini sürekli olarak erimiş havuza beslemek için otomatik tel besleme cihazı kullanılır.Lazer kendiliğinden akan kaynakla karşılaştırıldığında, lazer tel dolgu kaynağı, kaynak işleminin boşluk hassasiyeti gereksinimlerini rahatlatır.Kaynak telinin farklı bileşenlerle doldurulmasıyla kaynağın metalurjik özellikleri iyileştirilebilir, kaynaktaki termal çatlaklar ve gözenekler önlenebilir ve kaynak işleminin stabilitesi geliştirilebilir.ve eklem mekanik özellikleri.

Alüminyum alaşımlı lazer dolgu tel kaynağı, lazer kendi kendine akan kaynağa göre iyi görünüm kalitesi ve daha gevşek işlem boşluğu hassasiyeti özelliklerine sahiptir.Genellikle araba gövdesinin dış yüzeyinde, örneğin üst kapak ile yan duvar arasında ve bagaj kapağı dış panelinin üst ve alt panelleri arasında kullanılır.Daha yüksek kaynak kalitesi elde etmek amacıyla alüminyum alaşımlı kapılara kaynak yapmak için lazer dolgu tel kaynağı kullanan bazı modeller de bulunmaktadır.

1.3 Alüminyum alaşımlı lazer arklı hibrit kaynak

Lazer ark hibrit kaynak, tamamen farklı fiziksel özelliklere ve enerji iletim mekanizmalarına sahip lazer ve ark ısı kaynaklarını birleştirir ve birlikte kaynak yapılacak iş parçasına etki eder.Sadece iki ısı kaynağının avantajlarını tam olarak kullanmakla kalmaz, aynı zamanda birbirini tamamlar.eksiklik.Alüminyum alaşımlı lazer ark hibrit kaynağında ark, lazer ısı kaynağını yönlendirebilir, alüminyum alaşımının kaynak işlemi sırasında lazeri ve enerji kullanım oranını absorbe etme yeteneğini geliştirebilir ve kaynak yüzeyinin şekillendirilebilirliği, lazerin kendi kendine olanından daha iyidir. akı kaynağı.

Ayrıca arkın devreye girmesi, kaynak iş parçasının sıkıştırma doğruluğunu büyük ölçüde azaltabilir.Aynı zamanda ark, lazer kaynağının plazması üzerinde plazmanın lazer üzerindeki koruyucu etkisini azaltabilen bir seyreltme etkisine sahiptir.Lazer, arkın stabilitesinde önemli bir rol oynar, böylece ark, yüksek hızlı kaynak sırasında bağlantı üzerinde stabil bir şekilde hareket edebilir, bu da bağlantının kaynak kalitesini artırabilir ve kaynak hızını artırabilir.

2. Otomotiv endüstrisinde alüminyum alaşımlı lazer kaynağının uygulanması

Lazer kaynağının otomotiv endüstrisinde uygulanmasının birçok avantajı vardır:

1) Kaynak hızı hızlıdır, üretim döngüsü iyileştirilebilir ve kaynak hızı 6 m/dak'ya ulaşabilir; bu, beyaz gövdenin diğer bağlantı yöntemlerine (punta kaynağı, ark kaynağı, perçinleme gibi) kıyasla eşsiz avantajlara sahiptir;

2) Farklı kaynak yapılarına (bindirme bağlantıları, köşe bağlantıları, T-bağlantıları, alın bağlantıları) ve tek taraflı kaynaklara uygulanabilen gövde yapısında küçük kısıtlamalar, kirişin ulaşabileceği yerde kaynak yapılabilir ve tasarım daha fazladır esnek;

3) Lazer kaynak kenarı gereksinimleri düşüktür, kaynak kenarı 6-8 mm'de kaynaklanabilir; bu, aydınlatmada rol oynayabilen punta kaynağına kıyasla kaynak kenarı gereksiniminin (16 mm) yarısı kadardır;

4) Çatının ve arka kapağın lazer kaynak yapısı gövdenin ağırlığını azaltabilir ve sızdırmazlık maddesi veya dış kaplama uygulanmasına gerek yoktur, bu da gövdenin maliyetinden tasarruf sağlar;

5) Genel lazer kaynak dikişi pürüzsüz ve düzenlidir ve görünüm iyidir.

Otomobil teknolojisinin, endüstri işleme kapasitesinin ve işleme kalitesinin sürekli gelişmesiyle, lazer kaynak kullanmanın maliyeti büyük ölçüde azalacak;Aynı zamanda hafif otomobillerin gelişmesiyle birlikte otomobil gövdesinde alüminyum alaşımı uygulaması artıyor ve lazer kaynak, alüminyum alaşımlı kaynağın kalitesine bir çözüm oluyor.Sorunları birleştirmenin önemli yollarından biri otomotiv endüstrisinde daha yaygın olarak kullanılacaktır.