Резюме: Использование алюминиевых сплавов для замены стали в традиционных автомобилях является одним из важных способов достижения легкости автомобилей.Однако из-за характеристик хорошей теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения алюминиевого сплава при сварке возникают некоторые проблемы.

Использование алюминиевых сплавов для замены стали в традиционных автомобилях является одним из важных способов достижения легкости автомобилей.Однако из-за характеристик хорошей теплопроводности и большого коэффициента линейного расширения алюминиевого сплава при сварке возникают некоторые проблемы:

1) Сварные соединения алюминиевого сплава сильно размягчены и коэффициент прочности низкий;

2) Алюминиевый сплав легко окисляется с образованием тугоплавкой оксидной пленки (Al2O3, температура плавления 2060°С), что требует процесса сварки с высокой плотностью мощности;

3) легко создавать поры;

4) Коэффициент линейного расширения велик, поэтому легко возникают сварочные деформации и сварочные трещины;

5) Теплопроводность и удельная теплоемкость большие, а тепловложение в 2-4 раза больше, чем у сварной стали.

Поэтому для получения высокопроизводительных сварных соединений из алюминиевых сплавов необходимы методы сварки с высокой плотностью энергии, низкой погонной энергией и высокой скоростью сварки, среди которых одной из наиболее перспективных технологий сварки алюминиевых сплавов является лазерная сварка.

1. Технология лазерной сварки алюминиевых сплавов.

1.1 Лазерная самофлюсующая сварка алюминиевых сплавов

Лазерная самофлюсующая сварка представляет собой метод сварки, при котором лазерный луч высокой плотности используется в качестве источника тепла для воздействия на поверхность основного металла с целью расплавления самого основного металла с образованием сварного соединения.При лазерной сварке алюминиевых сплавов поверхность алюминиевого сплава имеет высокую отражательную способность лазера, и для сварки требуется большая мощность лазера;диаметр лазерного пятна небольшой, точность сварочного инструмента высокая, а значение допуска на зазор детали низкое, обычно требуются детали. Значение зазора ниже 0,2 мм;Во время процесса сварки скорость нагрева и охлаждения высокая, имеется много дефектов сварочной пористости, плотность лазерной энергии концентрируется, а эффект замочной скважины может легко привести к утоплению и подрезанию сварного шва.Поэтому к параметрам сварочного процесса предъявляются более высокие требования.

Лазерная самофлюсующая сварка обладает преимуществами хорошего качества сварки, высокой скорости сварки и простоты автоматизации сварки алюминиевых сплавов и широко используется в автомобильной промышленности.В электромобилях для герметизации корпуса силового аккумулятора в основном используется лазерная самофлюсовая сварка алюминиевых сплавов.В алюминиевом кузове автомобильной компании, производящей новые виды энергии в Китае, при сварке дверного узла и конструктивных деталей боковых стенок также используется лазерная самофлюсовая сварка алюминиевого сплава.

1.2 Лазерная присадочная сварка алюминиевых сплавов

При лазерной сварке с заполнением проволокой лазер по-прежнему используется в качестве основного источника тепла для плавления свариваемого металла, но устройство автоматической подачи проволоки используется для непрерывной подачи присадочного металла в ванну расплава для реализации процесса металлургического соединения.По сравнению с лазерной самофлюсующей сваркой, лазерная заполняющая сварка снижает требования к точности зазора в процессе сварки.Заполняя сварочную проволоку различными компонентами, можно улучшить металлургические свойства сварного шва, предотвратить образование термических трещин и пор при сварке, а также повысить стабильность процесса сварки.и механические свойства суставов.

Лазерная сварка присадочной проволокой алюминиевых сплавов отличается хорошим внешним видом и меньшей точностью технологического зазора, чем лазерная сварка самофлюсом.Обычно он используется на внешней поверхности кузова автомобиля, например, между верхней крышкой и боковой стенкой, а также между верхней и нижней панелями внешней панели крышки багажника.Есть также некоторые модели, в которых для сварки дверей из алюминиевого сплава используется лазерная сварка присадочной проволокой, чтобы получить более высокое качество сварки.

1.3 Гибридная лазерно-дуговая сварка алюминиевых сплавов

Лазерно-дуговая гибридная сварка сочетает в себе лазерные и дуговые источники тепла с совершенно разными физическими свойствами и механизмами передачи энергии и воздействует на свариваемую деталь.Он не только в полной мере реализует соответствующие преимущества двух источников тепла, но и дополняет друг друга.отсутствие.При гибридной лазерно-дуговой сварке алюминиевого сплава дуга может направлять источник лазерного тепла, улучшать способность алюминиевого сплава поглощать лазер и коэффициент использования энергии в процессе сварки, а формуемость поверхности сварного шва лучше, чем у лазерной самоварки. флюсовая сварка.

Кроме того, введение дуги может значительно снизить точность закрепления сварочной заготовки.В то же время дуга оказывает разжижающее действие на плазму лазерной сварки, что может снизить экранирующее действие плазмы на лазер.Лазер играет важную роль в стабильности дуги, благодаря чему дуга может стабильно воздействовать на соединение во время высокоскоростной сварки, что позволяет улучшить качество сварки соединения и увеличить скорость сварки.

2. Применение лазерной сварки алюминиевых сплавов в автомобильной промышленности.

Применение лазерной сварки в автомобильной промышленности имеет множество преимуществ:

1) Скорость сварки высокая, производственный цикл может быть улучшен, а скорость сварки может достигать 6 м/мин, что имеет несравненные преимущества перед другими методами соединения (такими как точечная сварка, дуговая сварка, клепка) корпуса белого цвета;

2) Небольшие ограничения на конструкцию кузова, применимые к различным сварочным конструкциям (нахлесточные соединения, угловые соединения, Т-образные соединения, стыковые соединения) и односторонней сварке, сварка может выполняться там, где может достигать луч, и конструкция больше гибкий;

3) Требования к кромке для лазерной сварки низкие: сварочная кромка может быть сварена на толщине 6-8 мм, что составляет половину требований к сварочной кромке (16 мм) по сравнению с точечной сваркой, что может сыграть роль в облегчении;

4) Конструкция крыши и задней крышки, выполненная лазерной сваркой, позволяет уменьшить вес кузова, при этом нет необходимости наносить герметик или внешнюю отделку, что экономит стоимость кузова;

5) Общий лазерный сварочный шов гладкий и аккуратный, имеет хороший внешний вид.

Благодаря постоянному совершенствованию автомобильных технологий, производственных мощностей и качества обработки стоимость использования лазерной сварки будет значительно снижена;В то же время, с развитием облегчения автомобилей, применение алюминиевых сплавов в кузовах автомобилей увеличивается, а лазерная сварка является решением проблемы качества сварки алюминиевых сплавов.Один из важных способов соединения проблем будет более широко использоваться в автомобильной промышленности.