Laserové svařování – konstrukce karoserií

Laserové svařování je tavné svařování pomocí laserového paprsku. Energie procesu je – na rozdíl od obloukového svařování – vnášena elektromagnetickým laserovým zářením bez dotyku obrobku, je absorbována materiálem a přeměněna na tepelnou energii. Spojované materiály se roztaví a vytvoří se svarový spoj. Přístup ke svařovacímu bodu je nutný pouze na jedné straně.

Při remote laserovém svařování je laserový paprsek veden rychle se pohybujícími zrcadly ve skeneru, která paprsek přesouvají přesně na místo svařování a zaměřují laserový paprsek na povrch obrobku. Současně robot plynule pohybuje skenerem nad součástí. Tímto způsobem se výrazně minimalizují doby pohybu mezi svary, zkracují se doby cyklů a odpovídajícím způsobem se zvyšuje výkonnost dílu.

Termín „remote“ znamená „vzdálenost“ a popisuje výhodu, že laserový paprsek může být veden na součástku ze vzdálenosti nejméně 300 mm až 1 000 mm a více – tzv. ohnisková vzdálenost. Pozitivním efektem této skutečnosti je, že s každým dalším mm vzdálenosti mezi vzdálenou zpracovatelskou hlavou a komponentou se snižuje opotřebení komponent. Dalšími výhodami jsou lepší přístupnost ke svařenci, jakož i nižší rušivé kontury a výrazně minimalizované riziko kolize mezi optikou a laserovým svařovacím systémem. Na rozdíl od běžného laserového svařování není nutné optiku mezi jednotlivými svařovacími úkony časově náročným způsobem polohovat.

Při laserovém svařování dílů karoserie “v bílé barvě” (termín pro kompletaci celkové karoserie z jednotlivých dílů před lakováním) se věnuje zvláštní pozornost jejich pevnosti. Aby byla tato požadovaná pevnost zaručena, je třeba při svařování dveří, modulů sedadel a bateriových boxů zohlednit některé aspekty. Ty jsou uvedeny níže.

Koutové svařování se stále častěji používá pro svařování dveří vozidel. K tomuto účelu musí být laserový paprsek veden s vysokou přesností a s přípustnou odchylkou jen několika desetin milimetru jak u oceli, tak u hliníku. Důležité je také určit možné mezery mezi parametry spojování a překlenout je pomocí adaptivního nastavení parametrů.

Moduly sedadel jsou velmi náročné na svařování, mají mnoho překrývajících se svarů a musí být svařeny v krátkých časových cyklech. Toho lze dosáhnout pouze oddělením pohybů robota od svařovacích pohybů. Vysoce dynamické skenovací systémy umožňují rychle a přesně polohovat laserový paprsek reprodukovatelným způsobem.

Součástí konstrukce karoserie jsou také skříně bateriových boxů, které musí být současně lehké a velmi pevné. Těmto požadavkům vyhovují hliníkové slitiny s vysokou pevností, ale svařování těchto materiálů je velmi náročné: obzvláště kritickým momentem je v této souvislosti tuhnutí svarového spoje. V tomto okamžiku je třeba omezit vznik trhlin. Řešením tohoto problému je přesně padnoucí statické nebo dynamické tvarování svazku.

Při svařování mnoha krátkých svarů v různých polohách s běžnou pevnou optikou bez zrcadel skeneru je třeba se ke každému svařovacímu bodu přiblížit a zastavit se nad ním. S technologií on-the-fly robot pohybuje optikou skeneru podél obrobku kontinuální rychlostí a v lineární vzdálenosti. Zrcadlové systémy přesouvají laserový paprsek rychle a přesně ke svařovaným bodům. Díky této technologii on-the-fly je možné výrazně snížit neproduktivní prostoje.

Výkonná jednotka SCU (ScanControlUnit) umožňuje svařování za chodu s krátkou dobou cyklu díky synchronizaci pohybových sekvencí mezi skenovacím systémem a průmyslovým robotem a optimálnímu využití laserového paprsku jako zdroje energie. Proces programování na komponentě je navíc podpořen možností offline programování. Tímto způsobem lze již na počítači provádět optimalizaci doby dráhy a doby cyklu.

• Velmi flexibilní při zpracování ocelových a hliníkových materiálů

  • Algoritmy oscilace laserového paprsku a přemostění mezery zaručují vyšší spolehlivost procesu

• Spolehlivě nastavuje přesné svary s krátkými časy cyklů

  • Technologie On-the-fly a offline programování dráhy umožňují laserové svařování s optimalizovanou dobou cyklu

• Úsporná reprodukce vlastností svarů

  • Proces OCT podporuje sledování svarů, měření mezer a určení topologie svarů.