เนื่องจากข้อได้เปรียบของความหนาแน่นพลังงานสูงการเจาะลึกความแม่นยำสูงและการปรับตัวที่แข็งแกร่งการเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในสาขาการบินและอวกาศเครื่องจักรอิเล็คทรอนิคส์ยานยนต์ยานยนต์การต่อเรือและวิศวกรรมพลังงานนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตรถยนต์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางทั้งในการประกอบตัวถังและการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์
เนื่องจากข้อได้เปรียบของมันเช่นความหนาแน่นพลังงานสูงการเจาะลึกความแม่นยำสูงและการปรับตัวที่แข็งแกร่งการเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในสาขาการบินและอวกาศเครื่องจักรอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ยานยนต์การต่อเรือและวิศวกรรมพลังงานนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตรถยนต์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางทั้งในการประกอบตัวถังและการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ จากสถิติที่เกี่ยวข้องพบว่า 50% ถึง 70% ของชิ้นส่วนรถยนต์ในประเทศอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้วในยุโรปและอเมริกาเสร็จสมบูรณ์ด้วยการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ในหมู่พวกเขาเชื่อมเลเซอร์และตัดส่วนใหญ่จะใช้ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นกระบวนการมาตรฐานในการผลิตรถยนต์
เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์
1. เลเซอร์เชื่อมเทคโนโลยีสำหรับรถยนต์ร่างกาย
ตัวถังรถเป็นแผ่นบางและโครงสร้างของเปลือกหอยทั่วไป มันทำจากแผ่นเหล็กบางที่มีความแข็งแรงสูงผสมต่ำโดยการปั๊มการตัดและการปรับรูปร่างให้เป็นฝาครอบและประกอบโดยการเชื่อม จำนวนจุดเชื่อมในชุดประกอบตัวเครื่องสามารถเข้าถึงได้หลายพันเส้น การเชื่อมแบบดั้งเดิมใช้กระบวนการเชื่อมจุดต้านทาน กระบวนการเชื่อมจุดต้านทานนั้นใช้อิเล็กโทรดสองขั้วเพื่อบีบอัดชิ้นงานจากสองทิศทางกดดันและเพิ่มพลังให้กับสองชิ้นส่วนทั้งสองเพื่อสร้างรอยประสานระหว่างพื้นผิวสัมผัสและเชื่อมชิ้นงานเข้าด้วยกัน เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการยึดเกาะและรูปร่างต้องมีการคงช่วงเวลาที่แน่นอนระหว่างข้อต่อบัดกรี ในระหว่างการเชื่อมสปอตแหนบเชื่อมจะถูกเชื่อมภายใต้ขอบของชิ้นงานและความกว้างของหน้าแปลนต้องเป็น 16 มม. ในขณะที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมแบบด้านเดียวความกว้างของหน้าแปลนเพียง 5 มม. การเปลี่ยนจุดเชื่อมเป็นการเชื่อมด้วยเลเซอร์เพียงอย่างเดียวสามารถประหยัดเหล็กได้ 40 กิโลกรัมต่อคัน
รอยเชื่อมที่แคบและลึกที่เกิดจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถเจาะชิ้นงานได้ง่าย ไม่มีการสัมผัสทางกลระหว่างหัวเลเซอร์และชิ้นส่วนที่ต้องเชื่อมและไม่มีความเค้นเชิงกลในการประมวลผล ความต้านทานแรงดึงและความล้าของรอยเชื่อมเลเซอร์เทียบเท่ากับวัสดุฐานและตอบสนองความต้องการของความจุแบริ่ง สิ่งนี้สามารถลดความหนาของวัสดุส่วนประกอบและลดน้ำหนักตัว ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการเชื่อมเลเซอร์ถูกควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์จึงมีความยืดหยุ่นและความคล่องแคล่วสูงและสามารถเชื่อมประตู, แผ่นกั้น, เกียร์, แผงหน้าปัดที่มีรูปแบบพิเศษ เมื่อใช้ร่วมกับระบบส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงและโรบอตคุณสามารถสร้างสายการประกอบรถยนต์ได้โดยอัตโนมัติ
2. เลเซอร์การตัดเย็บเทคโนโลยี
เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในประโยชน์ที่ประสบความสำเร็จและชัดเจนของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เมื่ออุตสาหกรรมยานยนต์ใช้แผ่นเชื่อมแบบตัดเป็นครั้งแรกมันเป็นหลักในการแก้ปัญหาของความกว้างไม่เพียงพอของเหล็กแผ่นรีดโดยโรงงานกลิ้งและเพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับแผ่นกว้างผ่านเทคโนโลยีตัดรอย ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ทำให้แผ่นเหล็กเชื่อมได้รับการพัฒนาในทิศทางของแผ่นเหล็กหนาที่แตกต่างกันและแผ่นเหล็กที่มีความหนาต่างกันสามารถนำมาเชื่อมได้ ในเวลานี้วัตถุประสงค์ของแผ่นเหล็กยานยนต์แบบเชื่อมได้สำเร็จอย่างแท้จริง การประดิษฐ์เทคโนโลยีเลเซอร์แผ่นรอยเชื่อมได้ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในการผลิต Audi 100 ในปี 1985 เทคโนโลยีการเชื่อมเลเซอร์ด้วยช่างตัดเสื้อคือการเลือกแผ่นเหล็กที่มีเกรดเหล็กชนิดเกรดและความหนาต่างกันตามความต้องการประสิทธิภาพของชิ้นส่วนต่างๆ ของตัวรถในระหว่างการผลิตตัวเลเซอร์ ผ่านการตัดด้วยเลเซอร์และการเชื่อมแบบตัดเย็บชิ้นส่วนบางส่วนของตัวรถเช่นผนังด้านข้างแผ่นพื้นประตูด้านในประตูเสา ฯลฯ (ดูรูปที่ 1) เชื่อมเข้าด้วยกันแล้วประทับเพื่อลดน้ำหนักของตัวถังรถในขณะเดียวกัน ความแข็งแรงของตัวถังรถยนต์ เทคนิคนี้มีข้อดีหลายประการ:
1) ลดจำนวนชิ้นส่วนและอุปกรณ์และขั้นตอนสำหรับกระบวนการปั๊มจำนวนมาก การเชื่อมแบบเทเลอร์สามารถเกิดขึ้นได้แบบบูรณาการ ตามความต้องการที่แตกต่างกันเพื่อความแข็งแรงของชิ้นส่วนที่แตกต่างกันแผ่นที่มีความหนาต่างกันจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกันแล้วทำการประทับตราอีกครั้ง ในขณะเดียวกันสามารถปรับปรุงความแม่นยำของตัวถังรถและลดจำนวนอุปกรณ์การปั๊มกระบวนการและแม่พิมพ์ให้น้อยลง
2) ลดน้ำหนักส่วนประกอบ เนื่องจากการใช้แผ่นเหล็กที่แตกต่างกันสำหรับการประกบสามารถใช้แผ่นเหล็กเคลือบเพื่อเพิ่มอายุการใช้งานของชิ้นส่วนที่สึกกร่อนได้ง่ายแผ่นเหล็กทินเนอร์สามารถใช้กับชิ้นส่วนที่ไม่รับน้ำหนักหรือโหลดเบาและเหล็กความแข็งแรงสูง สามารถใช้เพลทสำหรับชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักได้โดยไม่ต้องเชื่อมตัวแข็งอีกต่อไปซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของโครงสร้างร่างกายซึ่งช่วยลดการใช้เหล็กและต้นทุนการผลิตลดน้ำหนักตัวและลดการใช้พลังงานรถยนต์ในท้ายที่สุด
3) ปรับปรุงคุณภาพโครงสร้างและความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบ เนื่องจากการเชื่อมแบบต่อเนื่องจะใช้แทนการเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่องและการย้ำจุดยึดความแข็งการยึดและความปลอดภัยของตัวถังรถจึงดีขึ้นอย่างมาก
4) ให้ความเป็นไปได้ในการผลิตรถยนต์ที่มีลำตัวกว้าง เนื่องจากข้อ จำกัด ของโรงรีดจึงไม่สามารถผลิตแผ่นเหล็กที่มีขนาดใหญ่เกินไปและความต้องการของยานยนต์สำหรับแผ่นเหล็กแบบกว้างนั้นมีความเร่งด่วนมากขึ้น การใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ตัดเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพและประหยัด การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำให้รถดูสวยงามและสะดวกสบายยิ่งขึ้น
ปรับการออกแบบให้เหมาะสมตามการวิเคราะห์โครงสร้างของร่างกายและเลือกแผ่นเหล็กทั่วไปสองสามชุดสำหรับการเชื่อมแบบเทเลอร์ซึ่งสามารถปรับปรุงอัตราการใช้วัสดุกำจัดขั้นตอนการประมวลผลรองและลดจำนวนแม่พิมพ์ หลังจากการใช้แผงเชื่อมแบบตัดในสายการผลิตด้านข้างของโตโยต้ามอเตอร์คอร์ปอเรชั่นประเทศญี่ปุ่นจำนวนชิ้นส่วนลดลง 66% จำนวนแม่พิมพ์ลดลงจาก 20 เป็น 4 และอัตราการใช้วัสดุเพิ่มขึ้นจาก 40% ถึง 65% การใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์เพื่อตัดรถขนาดกลางสามารถลดน้ำหนักได้ 9 กิโลกรัมโดยไม่กระทบต่อความแข็งแรง
ปัจจุบัน บริษัท เหล็กต่างประเทศรายใหญ่กำลังพัฒนาสายการผลิตเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่แข็งแรง ArcelorMittal มี 35 สายการผลิตเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์และผลิตภัณฑ์ของ บริษัท มีสัดส่วนมากกว่า 50% ของตลาดยุโรป Solblank ของอิตาลีมีสายการผลิตเชื่อมด้วยเลเซอร์ 14 สายในการผลิตและยังวางแผนที่จะสร้าง 4 แห่งในสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา ThyssenKrupp ได้จัดตั้งกิจการร่วมค้าที่ออกแบบด้วยเลเซอร์ในอินโดนีเซียและสหรัฐอเมริกา (ดีทรอยต์); British Steel ได้จัดตั้งศูนย์เฉพาะ (บริษัท ) ที่สามารถให้ช่องว่างที่เหมาะกับผู้ผลิตรถยนต์ สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นทั้งคู่ต่างก็ก่อตั้ง บริษัท ที่คล้ายคลึงกันขึ้นมา ในปัจจุบันช่องว่างที่ผลิตเองในยุโรปตะวันตกคิดเป็น 70% ของผลผลิตรวมของโลก 20% ผลิตในสหรัฐอเมริกาและ 10% ผลิตในญี่ปุ่น