ऑटोमोटिव विनिर्माण में लेजर वेल्डिंग प्रौद्योगिकी का प्रभावी अनुप्रयोग
लेजर वेल्डिंग तकनीक में वेल्डिंग प्रक्रिया की उच्च दक्षता और अच्छे लचीलेपन की विशेषताएं हैं, ऑटोमोबाइल विनिर्माण की प्रक्रिया में, इसका उपयोग ऑटोमोबाइल बॉडी की वेल्डिंग और विभिन्न प्रकार के ऑटोमोबाइल भागों की वेल्डिंग के लिए किया जा सकता है, ऑटोमोबाइल बॉडी के समग्र वजन को कम किया जा सकता है, बॉडी असेंबली की सटीकता में सुधार, हल्के वजन और सुरक्षा प्रदर्शन में सुधार के लिए ऑटोमोबाइल विनिर्माण की मांग को पूरा करना, और साथ ही, यह असेंबली लागत और मुद्रांकन लागत में ऑटोमोबाइल विनिर्माण की लागत को भी कम कर सकता है, और एकीकरण की डिग्री में सुधार कर सकता है। कार बोडी। इसलिए, लेजर वेल्डिंग तकनीक को सक्रिय रूप से और प्रभावी ढंग से कैसे लागू किया जाए, वर्तमान ऑटोमोबाइल विनिर्माण उद्यमों को इस मुद्दे पर विचार करने की आवश्यकता है, निम्नलिखित लेजर वेल्डिंग तकनीक के अनुप्रयोग पर एक विशेष चर्चा होगी।
1. लेजर वेल्डिंग तकनीक का अवलोकन
1.1 लेजर वेल्डिंग प्रौद्योगिकी सिद्धांत
लेजर वेल्डिंग, इसका सार पिघल वेल्डिंग तकनीक से संबंधित है, लेजर बीम मुख्य ऊर्जा स्रोत के रूप में, एक निश्चित प्रभाव के माध्यम से, वेल्ड के वेल्डिंग कार्य को पूरा करता है। लेजर बीम को ऑप्टिकल ऑसीलेटर के माध्यम से उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है, धातु की सतह पर उच्च शक्ति लेजर बीम, धातु को जल्दी से वाष्पीकृत कर सकती है, जब पिघला हुआ धातु तरल वाष्पीकरण छेद लपेटता है, तनाव प्रतिक्रिया और हीटिंग और शीतलन विधियों में हो सकता है , वेल्ड का निर्माण, और अंततः धातु की वेल्डिंग को पूरा करना। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लेजर बीम में अलग-अलग शक्तियों पर अलग-अलग घनत्व होते हैं, वेल्ड की गहराई पर भी वेल्ड की गहराई पर प्रभाव पड़ता है, जैसे-जैसे लेजर बीम घनत्व बढ़ता है, संलयन की गहराई बढ़ेगी, वेल्ड गहरा होता है। इसके विपरीत, यह संलयन की गहराई की डिग्री को कम कर देगा, संलयन की गहराई उथली है।
1.2 लेजर वेल्डिंग तकनीक के फायदे और नुकसान
लेज़र वेल्डिंग तकनीक का लाभ यह है कि यह वर्तमान ऑटोमोबाइल विनिर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही है। मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में: वास्तविक वेल्डिंग गर्मी के प्रभाव की एक छोटी सी सीमा के अधीन है, और विरूपण की मात्रा भी कम है। वेल्डिंग की गुणवत्ता और सटीकता अधिक है, जो गुणवत्ता आश्वासन के आधार पर सौंदर्य की डिग्री की गारंटी दे सकती है। विशिष्ट वेल्डिंग ऑपरेशन अधिक लचीला, उच्च दक्षता वाला है, उद्यमों की जरूरतों को पूरा कर सकता है। निर्माण शोर कम है, और इसका ऊर्जा-बचत प्रभाव अच्छा है। भंगुर बनावट, उच्च शक्ति और उच्च पिघलने बिंदु सामग्री वेल्डिंग के लिए लागू।
हालाँकि, लेजर वेल्डिंग तकनीक में कुछ दोष भी हैं, जो इस प्रकार हैं: वेल्डिंग स्थिति पर उच्च आवश्यकताएं और वेल्डिंग आवश्यकताओं की सीमा पर ध्यान देने की आवश्यकता। यह बड़ी मोटाई वाली सामग्रियों के लिए उपयुक्त नहीं है। जब वेल्डिंग सामग्री में उच्च तापीय चालकता होती है, तो वेल्डिंग प्रभाव प्रभावित होगा। ऊर्जा रूपांतरण दक्षता कम है, जबकि वेल्ड चैनल का जमने का समय कुछ हद तक तेज़ है, जिससे वेल्डिंग प्रभाव सीमित हो जाता है।
2. लेजर वेल्डिंग तकनीक का व्यावहारिक अनुप्रयोग
2.1 लेजर स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग
लेज़र वेल्डिंग तकनीक में, लेज़र स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग दो या दो से अधिक वेल्डिंग भागों को संदर्भित करती है, जो पूरी तरह से एकजुट होने के बाद पिघलने और ठंडा होने की प्रक्रिया में प्रभावी वेल्डिंग को पूरा करती है। लेजर स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग में फ्लक्स जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है, वेल्डिंग पूरी की जा सकती है, वेल्डिंग लागत बचा सकती है। विशिष्ट ऑपरेशन, लेजर बीम की कार्रवाई के तहत, ताकि कम समय में उबलते बिंदु के वेल्डेड भाग की सतह का तापमान, धातु वाष्पीकरण एक छेद उत्पन्न करेगा, जैसा चित्र 1 में दिखाया गया है, पीछे हटने के दबाव में धातु वाष्प और तरल धातु की सतह तनाव, गुरुत्वाकर्षण संतुलन की स्थिति तक पहुंचने के लिए, छेद अब गहरा नहीं है, लेजर गहरी संलयन वेल्डिंग के पूरा होने के बाद एक स्थिर छेद की गहराई में। वर्तमान में, ऑटोमोबाइल विनिर्माण में, लेजर सेल्फ-मेल्टिंग वेल्डिंग का अनुप्रयोग अधिक व्यापक है, जिसका उपयोग अक्सर वेल्डिंग, समूह वेल्डिंग और वेल्डिंग के कुछ हिस्सों में किया जाता है। वर्तमान में, वोक्सवैगन ब्रांड के मैतेंग, टौगुआन और स्प्रिंट उत्पाद, फ्यूजन वेल्डिंग विधि में वेल्डिंग के पक्ष में हैं। लोगो और सिट्रोएन के कुछ मॉडलों में, दरवाजे की वेल्डिंग का उपयोग लेजर सेल्फ-फ्यूजन वेल्डिंग में भी किया जाता है। इसके अलावा, वेल्डिंग सीम वर्गीकरण के प्रकार के अनुसार, आम तौर पर कई प्रकार होते हैं जैसे एकल रैखिक वेल्डिंग सीम, बहुवचन और गैर-रैखिक वेल्डिंग सीम, आदि। एकल वेल्डिंग सीम की उत्पादन प्रक्रिया की सादगी के कारण, यह अब व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
1985 में जर्मनी में वोक्सवैगन, ऑडी मॉडल चेसिस वेल्डिंग के लिए सबसे शुरुआती लेजर वेल्डिंग, 1986 में जापान में टोयोटा, बॉडी साइड फ्रेम वेल्डिंग के लिए ऐड वायर लेजर वेल्डिंग विधि का उपयोग। 1993 में उत्तरी अमेरिका में लेजर वेल्डिंग तकनीक का उच्च मात्रा में अनुप्रयोग हुआ, जब संयुक्त राज्य अमेरिका ने जापानी ऑटोमोबाइल के साथ संयुक्त राज्य ऑटोमोबाइल की प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार करने के लिए 2 मिमी परियोजना को आगे बढ़ाया। अब तक, दुनिया के लगभग सभी प्रमुख ऑटोमोबाइल निर्माताओं ने बड़ी संख्या में लेजर वेल्डिंग तकनीक को अपनाया है, जिसमें बॉडी साइड फ्रेम, डोर पैनल, विंडशील्ड विंडो फ्रेम, व्हील कवर पैनल, फर्श पैनल, मध्यवर्ती खंभे आदि सहित ऑटोमोबाइल संरचनात्मक हिस्से शामिल हैं। .
संयुक्त राज्य अमेरिका ऑटोमोबाइल उद्योग में सबसे पहले उच्च-शक्ति लेजर पेश किया गया है, डेट्रॉइट क्षेत्र में संयुक्त राज्य ऑटोमोबाइल उद्योग केंद्र में दर्जनों लेजर प्रसंस्करण स्टेशन हैं, जिनका उपयोग गियर के काटने और वेल्डिंग के ऑटोमोबाइल धातु भागों के लिए किया जाता है, ताकि ऑटोमोबाइल रीस्टाइलिंग को 5 साल से घटाकर 2 साल कर दिया गया। जनरल मोटर्स ने बीस से अधिक लेजर प्रसंस्करण उत्पादन लाइनों का उपयोग किया है, संयुक्त राज्य अमेरिका की फोर्ड मोटर कंपनी ने सेडान बॉडी को वेल्ड करने के लिए औद्योगिक रोबोटों के साथ मिलकर एनडी: वाईएजी लेजर का उपयोग किया है, जिससे विनिर्माण लागत में काफी कमी आई है, 2000 में तीन प्रमुख अमेरिकी ऑटोमोबाइल कंपनियों ने 50 प्रतिशत का उपयोग किया है। प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग उत्पादन लाइन को लेजर वेल्डिंग उत्पादन लाइन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।
जापान में, उत्पादन लाइन में लेजर वेल्डिंग के सफल अनुप्रयोग ने दुनिया का ध्यान आकर्षित किया है, जैसे ऑटोमोबाइल बॉडी निर्माण में नई विधियों की पतली स्टील प्लेट स्टैम्पिंग मोल्डिंग की लेजर वेल्डिंग के कार्यान्वयन में, और अब दुनिया के अधिकांश ऑटोमोबाइल निर्माता अनुकरण करना। दुनिया की कई प्रसिद्ध ऑटोमोबाइल कंपनियों ने विशेष लेजर वेल्डिंग उत्पादन लाइनें बनाई हैं: थिसेन स्टील की कार फ्लोर वेल्डिंग उत्पादन लाइन, वोक्सवैगन की गियर लेजर प्रसंस्करण उत्पादन लाइन, मर्सिडीज-बेंज ऑटोमोबाइल फैक्ट्री के 18 संयंत्रों में से 8 में लेजर प्रसंस्करण उपकरण स्थापित हैं।
2.2 लेजर फिलर वेल्डिंग
लेजर वेल्डिंग तकनीक में, लेजर फ़िलेट वेल्डिंग का सिद्धांत वेल्ड सीम में एक विशिष्ट वेल्डिंग सामग्री जोड़ना और भरी हुई वेल्डिंग सामग्री को लेजर बीम से पिघलाकर एक वेल्डेड जोड़ बनाना है। लेजर वेल्डिंग की सीमा का विस्तार करने और कम बिजली स्तर पर और उच्च वेल्डिंग प्रभाव के साथ मोटी प्लेटों को वेल्ड करने में सक्षम होने के मामले में, लेजर फ़िलेट वेल्डिंग के पारंपरिक गैर-फ़िलेट वेल्डिंग तरीकों पर स्पष्ट लाभ हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, लेजर फिलर वायर वेल्डिंग के अनुप्रयोग में, न केवल तार को पिघलाना है, बल्कि आधार सामग्री को भी पिघलाना है, ताकि आधार सामग्री में छोटे छेद का उत्पादन हो सके ताकि तार और आधार सामग्री के लिए पूर्ण संलयन, एक नया मिश्रित पिघल पूल उत्पन्न करने के लिए। मिश्रित पिघला हुआ पूल और तार, आधार सामग्री में स्पष्ट अंतर होता है, आधार सामग्री में सुधार हो सकता है, कुछ प्रदर्शन कमियां मौजूद होती हैं, भराव सामग्री के रूप में तार की उचित संरचना के उपयोग में, यह सुनिश्चित करने के लिए कि वेल्ड में उच्च स्तर की घिसाव है प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध।
2.3 लेजर आर्क कम्पोजिट वेल्डिंग
लेजर वेल्डिंग में, लेजर आर्क कंपोजिट वेल्डिंग का सिद्धांत लेजर हीट स्रोत और आर्क को एक पिघले हुए पूल में एक साथ जोड़ना है, और फिर वेल्डिंग का एहसास करना है। वेल्डिंग सिद्धांत चित्र 2 में दिखाया गया है, और वेल्डिंग विधि को छोटे विरूपण, उच्च गति और उच्च अनुकूलनशीलता की विशेषता है।
जर्मन ऑडी कंपनी श्रृंखला कार उत्पादन में, लेजर आर्क कम्पोजिट वेल्डिंग प्रक्रिया को सबसे महत्वपूर्ण ऑल-एल्यूमीनियम बॉडी वेल्डिंग पर लागू किया जाता है। कार बॉडी लक्ज़री ऑडी A8 श्रृंखला की दूसरी पीढ़ी है, जिसे प्रभाव सुरक्षा और घुमाव और विरूपण के प्रतिरोध के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेजर आर्क कम्पोजिट वेल्ड सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है और मजबूत कठोरता, उच्च शक्ति और संलयन की बड़ी गहराई प्रदर्शित करता है। इस कार के लिए ग्राहकों की उच्च अपेक्षाओं को पूरा करने के लिए, कार की निर्माण गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए हर विवरण को सही करना होगा। लेजर हाइब्रिड वेल्डिंग के संकीर्ण वेल्ड सीम का उपयोग उपस्थिति पर उच्च मांगों वाले वर्कपीस के लिए किया जा सकता है, फिर बॉडी फ्रेम के शीर्ष पर कोनों को प्लास्टिक स्ट्रिप्स से भरना नहीं पड़ता है। हल्के वाहन निर्माण के क्षेत्र में, ऊपर उल्लिखित सभी आवश्यकताओं के साथ-साथ कुछ विशेष शर्तों को भी पूरा करना पड़ता है, और इन आवश्यकताओं के संबंध में एक पूर्ण-एल्यूमीनियम बॉडी की निर्माण प्रक्रिया और भी सख्त है।
2.4 लेजर रिमोट वेल्डिंग
लेजर वेल्डिंग तकनीक में, लेजर रिमोट वेल्डिंग को विभिन्न शक्तियों के लेजर बीम के साथ भागों को वेल्ड करने के लिए उच्च गति स्कैनिंग कंपन लेंस की मदद से लंबी दूरी पर संसाधित किया जा सकता है। अपने अनूठे तकनीकी फायदों के कारण, वर्तमान में इसका उपयोग बड़ी संख्या में मर्सिडीज-बेंज पैनोरमिक सनरूफ और वोक्सवैगन, ऑडी की साइड वेल्डिंग में किया जाता है। ऑटोमोबाइल विनिर्माण में लेजर रिमोट वेल्डिंग के वर्तमान अनुप्रयोग में निम्नलिखित फायदे हैं:
(1) इसमें मजबूत स्थिति सटीकता है, ऑटोमोबाइल उद्यमों की विनिर्माण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तेजी से वेल्डिंग का एहसास हो सकता है।
(2) विभिन्न वेल्ड आकृतियों की जरूरतों को पूरा करने के लिए, वेल्डिंग के लिए विभिन्न संरचनात्मक ताकत के साथ जोड़ा जा सकता है।
सामग्री और उपकरण के मामले में लेजर रिमोट वेल्डिंग की उच्च मांग है। जब भागों की मोटाई बड़ी होती है, तो वेल्ड की गहराई को कम करना असंभव होता है, और वेल्ड पर कतरनी ताकत कम होती है।
2.5 लेजर टांकना
लेजर वेल्डिंग तकनीक में, लेजर ब्रेजिंग तकनीक में सुंदर आकार और मजबूत सीलिंग और वेल्ड सीम की उच्च शक्ति के फायदे हैं। विशिष्ट सिद्धांत वेल्डिंग तार की सतह पर लेजर बीम को केंद्रित करना है, वेल्डिंग तार को पिघलाने के बाद वेल्डेड भागों को भरने के लिए, वेल्डिंग को पूरा करने के लिए ब्रेज़िंग परत पर केंद्रित करना है। हालाँकि यह विधि फ़्यूज़न वेल्डिंग के समान है, लेकिन व्यवहार में आधार सामग्री को पिघलाया नहीं जाता है। इसलिए, ब्रेज़िंग सामग्री का पिघलने बिंदु आधार सामग्री की तुलना में कम होना चाहिए, और प्रभावी सोल्डरिंग तरल ब्रेज़िंग सामग्री द्वारा महसूस की जाती है। सिद्धांत चित्र 3 में दिखाया गया है।
लेजर ब्रेज़िंग का उपयोग वर्तमान में वोक्सवैगन, हाइमा, चेरी और ऑडी में सामान डिब्बे के ढक्कन को वेल्ड करने के लिए किया जाता है, और समय-समय पर कैडिलैक, पोर्श, फोर्ड और वोक्सवैगन में छत और साइड पैनल को जोड़ने के लिए भी इसका उपयोग किया जाता है। इस तकनीक का उपयोग करते समय, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि वेल्डिंग प्रक्रिया कई कारकों, विशेष रूप से प्रक्रिया मापदंडों से प्रभावित हो सकती है। उदाहरण के लिए, लेजर ब्रेजिंग की प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए वेल्डिंग की गति, लेजर पावर और स्पॉट व्यास को वास्तविक वेल्डिंग के साथ समायोजित और डिजाइन करने की आवश्यकता होती है।
लेज़र ब्रेज़िंग के लिए उपकरण को आमतौर पर रोबोट बांह में एकीकृत ब्रेज़िंग प्रोसेसिंग लेंस की आवश्यकता होती है। लेजर बीम को प्लेटों के जोड़ों पर केंद्रित किया जाता है, वेल्डिंग तार (जैसे तांबा-सिलिकॉन तार) को पिघलाया जाता है और इस प्रकार भागों को एक साथ जोड़ा जाता है। इस प्रक्रिया की सफलता यह है कि यह वेल्ड के समान संयुक्त ताकत हासिल करती है, और यह सौंदर्य की दृष्टि से मनभावन वेल्ड सीम का उत्पादन करती है। लेज़र ब्रेज़िंग द्वारा उत्पादित वेल्ड अपने उच्च सीलिंग गुणों, चिकनाई और सफाई के लिए जाने जाते हैं। परिणामस्वरूप, ब्रेज़्ड उत्पाद को थोड़ा पुनः काम करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, बॉडीवर्क को सफाई के बाद सीधे पेंट किया जा सकता है।
लेज़र ब्रेज़िंग के क्षेत्र में लेज़रलाइन डायोड लेज़रों की उपयोगिता को दुनिया भर में अत्यधिक महत्व दिया जाता है। दुनिया भर में ऑटोमोटिव बॉडी असेंबली अनुप्रयोगों में 800 से अधिक एलडीएफ डायोड लेजर सफल दीर्घकालिक उपयोग में हैं। उच्च गुणवत्ता वाली लेजर ब्रेजिंग की विशेषता न केवल उच्च वेल्ड शक्ति और कम ताप प्रभाव है, बल्कि वेल्ड जोड़ के सौंदर्यशास्त्र पर उच्च मांग भी है। सेमीकंडक्टर लेजर का एक प्रमुख प्रसंस्करण लाभ यह है कि यह एक स्थिर पिघला हुआ पूल उत्पन्न करता है। इसके अलावा, लेजरलाइन द्वारा विकसित तीन-स्पॉट मॉड्यूल ब्रेज़िंग अनुप्रयोगों में और अधिक लाभ प्रदान करता है: यहां तक कि जब हार्ड-टू-ब्रेज़ हॉट-डिप गैल्वेनाइज्ड स्टील शीट वेल्डिंग करते हैं, तो यह तकनीक वेल्डिंग गति से समझौता किए बिना उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड जोड़ों को सक्षम बनाती है।
कार बॉडी के उत्पादन में लेजर ब्रेज़िंग लंबे समय से एक मुख्य प्रक्रिया रही है। हालाँकि, कार बॉडी में गैल्वेनाइज्ड स्टील के बढ़ते उपयोग ने कई समस्याएं पैदा की हैं: टांकने के दौरान कणों का फैलाव और तार के जोड़ों पर लहरें, जिन्हें प्रसंस्करण गति को कम करके टाला जाना चाहिए। लेज़रलाइन ने इस समस्या का एक महत्वपूर्ण समाधान विकसित किया है: एक मल्टी-स्पॉट मॉड्यूल का उपयोग करके, मुख्य स्थान के सामने साइड स्पॉट के साथ, गैल्वनाइज्ड परत को पहले वेल्ड के चारों ओर से हटाया जा सकता है, जिससे गैल्वेनाइज्ड परत को हटाना संभव हो जाता है। वेल्ड. इससे पहले वेल्ड सीम के चारों ओर गैल्वनाइज्ड परत को हटाना संभव हो जाता है, इस प्रकार टांकने की गति को कम किए बिना एक चिकनी टांकने की प्रक्रिया सुनिश्चित होती है। इस प्रक्रिया को उद्योग जगत में खूब सराहा गया है।
पारंपरिक जिंक गैल्वनाइजिंग डायोड लेजर ब्रेज़िंग सिंगल-स्पॉट तकनीक का उपयोग करता है। लेज़र स्रोत को ब्रेज़िंग रोबोट में एकीकृत किया गया है। डायोड लेजर द्वारा उत्पादित पिघले हुए पूल के स्थिरीकरण के कारण, चांदी या पीतल सब्सट्रेट की लेजर क्लैडिंग संभव है। वेल्ड सौंदर्य की दृष्टि से मनभावन और उच्च गुणवत्ता वाले हैं। जर्मनी के वोल्फ्सबर्ग में वोक्सवैगन टूरन की ब्रेज़िंग के लिए 4 किलोवाट YAG लेजर की 6 किलोवाट डायोड लेजर के साथ तुलना करके श्रृंखला उत्पादन में एलडीएफ डायोड लेजर की परिचालन स्थिरता साबित हुई है।
3. निष्कर्ष
ऑटोमोबाइल विनिर्माण उद्योग के लिए, अलग-अलग लेजर वेल्डिंग तकनीक का अलग-अलग उपयोग मूल्य होता है। कार के विभिन्न भागों के लिए एक उचित वेल्डिंग विधि का चयन करना, ऑटोमोबाइल विनिर्माण की समग्र गुणवत्ता में सुधार करने के लिए अनुकूल है, और वेल्डिंग लागत, वेल्डिंग दक्षता में ऑटोमोटिव उद्यमों की जरूरतों को पूरा करने के लिए अनुकूल है। इस कारण से, यह पेपर लेजर वेल्डिंग तकनीक के सिद्धांत और फायदे और नुकसान का विश्लेषण करता है, ऑटोमोबाइल विनिर्माण में लेजर सेल्फ-मेल्टिंग वेल्डिंग, लेजर वायर-फिलिंग वेल्डिंग, लेजर आर्क कंपोजिट वेल्डिंग, लेजर रिमोट वेल्डिंग और लेजर ब्रेजिंग के अनुप्रयोग प्रभाव की पड़ताल करता है। ऑटोमोबाइल विनिर्माण के लिए वेल्डिंग अनुभव प्रदान करता है, ऑटोमोबाइल उद्यमों के वेल्डिंग स्तर में सुधार करता है, और ऑटोमोबाइल विनिर्माण उद्योग के स्वस्थ और सतत विकास को बढ़ावा देता है। www.DeepL.com/Translator से अनुवादित (मुफ़्त संस्करण)
