Laserové zváranie - konštrukcia karosérie

Laserové zváranie je proces tavného zvárania pomocou laserového lúča. Energia procesu - na rozdiel od oblúkového zvárania - sa vnáša elektromagnetickým laserovým žiarením bez dotyku s obrobkom, absorbuje sa materiálom a premieňa sa na tepelnú energiu. Spájané materiály sa roztavia a vytvorí sa zvarový spoj. Prístup k miestu zvárania sa vyžaduje len na jednej strane.

Pri diaľkovom (remote)  laserovom zváraní je laserový lúč vedený rýchlo sa pohybujúcimi zrkadlovými systémami v skeneri, ktoré presúvajú lúč presne na miesto zvárania a zaostrujú ho na povrch obrobku. Súčasne robot plynule pohybuje skenerom nad súčiastkou. Týmto spôsobom sa výrazne minimalizuje čas pohybu medzi zváracími spojmi, skracuje sa čas cyklu a primerane sa zvyšuje výkonnosť súčiastky.

Výraz "remote" znamená "vzdialenosť" a opisuje výhodu, že laserový lúč môže byť vedený na komponent zo vzdialenosti najmenej 300 mm až 1 000 mm a viac - tzv. ohnisková vzdialenosť. Pozitívnym účinkom tejto skutočnosti je, že s každým ďalším mm vzdialenosti medzi vzdialenou spracovateľskou hlavou a komponentom sa znižuje opotrebovanie komponentov. Ďalšími výhodami sú lepšia dostupnosť k obrobku, ako aj nižšie rušivé kontúry a výrazne minimalizované riziko kolízie medzi optikou a laserovým zváracím systémom. Na rozdiel od bežného laserového zvárania sa optika nemusí medzi jednotlivými zváracími úkonmi časovo náročne polohovať.

Pri laserovom zváraní dielov karosérie v bielej farbe sa osobitná pozornosť venuje ich pevnosti. Aby sa zaručila požadovaná pevnosť, pri zváraní dverí, modulov sedadiel, ako aj boxov batérií sa musia zohľadniť niektoré aspekty. Tieto sú uvedené nižšie.

Kútové zváranie sa čoraz častejšie používa na zváranie dverí vozidiel. Na tento účel musí byť laserový lúč vedený s vysokou presnosťou a len s niekoľkými desatinami milimetra prípustnej odchýlky pre oceľ aj hliník. Dôležité je tiež určiť možné medzery medzi parametrami spájania a preklenúť ich pomocou adaptívneho nastavenia parametrov.

Moduly sedadiel sú veľmi náročné na zváranie, majú veľa prekrývajúcich sa švov a musia sa zvárať v krátkom čase. To sa dá dosiahnuť len oddelením pohybov robota od zváracích pohybov. Vysoko dynamické skenovacie systémy umožňujú rýchle a presné polohovanie laserového lúča reprodukovateľným spôsobom.

Súčasťou konštrukcie karosérie sú aj boxy batérií, ktoré musia byť zároveň ľahké a veľmi pevné. Hliníkové zliatiny s vysokou pevnosťou spĺňajú tieto požiadavky, ale tieto materiálové zloženia sú veľmi náročné na zváranie: obzvlášť kritickým momentom je v tejto súvislosti tuhnutie zvarového spoja. V tomto bode sa musí obmedziť tvorba trhlín. Riešením tohto problému je presne prispôsobené statické alebo dynamické tvarovanie lúča.

Pri zváraní mnohých krátkych spojov v rôznych polohách s bežnou pevnou optikou bez zrkadiel skenera sa musí každý zvárací bod priblížiť a zastaviť nad ním. S technológiou on-the-fly robot pohybuje optikou skenera pozdĺž obrobku nepretržitou rýchlosťou a vo vzdialenosti lineárnej dráhy. Zrkadlové systémy rýchlo a presne presúvajú laserový lúč k bodom, ktoré sa majú zvárať. Vďaka tejto technológii on-the-fly je možné výrazne znížiť neproduktívne prestoje.

Výkonná jednotka SCU (ScanControlUnit) umožňuje zváranie za chodu s krátkym časom cyklu vďaka synchronizácii pohybových sekvencií medzi systémom skenovania a priemyselným robotom a optimálnemu využitiu laserového lúča ako zdroja energie. Proces programovania na komponente je navyše podporovaný možnosťou offline programovania. Týmto spôsobom možno optimalizáciu času dráhy a cyklu vykonať už na počítači.

• Vysoká flexibilita pri spracovaní oceľových a hliníkových materiálov
  • Algoritmy oscilácie laserového lúča a premostenia medzier zaručujú vyššiu spoľahlivosť procesu
• Spoľahlivé nastavenie presných zvarových spojov s krátkym časom cyklu
  • Technológia on-the-fly a offline programovanie dráhy umožňujú laserové zváranie s optimalizovanými časmi cyklov
• Úsporné pri reprodukcii vlastností spoja
  • Proces OCT podporuje sledovanie spojov, meranie medzier a určenie topológie spojov