요약: 기존 자동차의 강철을 대체하기 위해 알루미늄 합금을 사용하는 것은 자동차 경량화를 달성하는 중요한 방법 중 하나입니다.그러나 알루미늄 합금의 열전도율이 좋고 선팽창계수가 크다는 특성으로 인해 용접에 몇 가지 문제가 있습니다.

기존 자동차의 강철을 대체하기 위해 알루미늄 합금을 사용하는 것은 자동차 경량화를 달성하는 중요한 방법 중 하나입니다.그러나 알루미늄 합금의 열전도율이 좋고 선팽창 계수가 크기 때문에 용접에 몇 가지 문제가 있습니다.

1) 알루미늄 합금의 용접 조인트가 심하게 연화되고 강도 계수가 낮습니다.

2) 알루미늄 합금은 쉽게 산화되어 내화성 산화막(Al2O3, 융점 2060°C)을 형성하므로 고출력 밀도의 용접 공정이 필요합니다.

3) 모공 생성이 용이하다.

4) 선팽창 계수가 크고 용접 변형 및 용접 균열이 발생하기 쉽습니다.

5) 열전도율, 비열용량이 크고 입열량이 용접강에 비해 2~4배 크다.

따라서 고성능 알루미늄 합금 용접 조인트를 얻기 위해서는 높은 에너지 밀도, 낮은 용접 열 입력 및 빠른 용접 속도를 갖춘 용접 방법이 필요하며, 그 중 레이저 용접은 가장 유망한 알루미늄 합금 용접 기술 중 하나입니다.

1. 알루미늄 합금 레이저 용접 기술

1.1 알루미늄 합금 레이저 자가 플럭싱 용접

레이저 자기 플럭싱 용접이란 고에너지 밀도의 레이저 빔을 열원으로 사용하여 모재 표면에 충격을 가하여 모재 자체를 녹여 용접 접합을 형성하는 용접 방법을 말합니다.알루미늄 합금 레이저 용접의 경우 알루미늄 합금 표면은 레이저에 대한 반사율이 높으며 용접에는 큰 레이저 출력이 필요합니다.레이저 스폿 직경이 작고 용접 툴링의 정밀도가 높으며 부품 갭의 공차 값이 낮아 일반적으로 부품이 필요합니다. 갭 값은 0.2mm 미만입니다.용접 공정 중 가열 및 냉각 속도가 빠르고 용접 다공성 결함이 많으며 레이저 에너지 밀도가 집중되고 키홀 효과로 인해 용접 침몰 및 언더컷 현상이 쉽게 발생할 수 있습니다.따라서 용접 공정 매개변수의 요구 사항이 더 높습니다.

레이저 자가 플럭스 용접은 알루미늄 합금 용접에서 우수한 용접 품질, 빠른 용접 속도 및 쉬운 자동화라는 장점을 갖고 있으며 자동차 산업에서 널리 사용됩니다.전기 자동차 산업에서는 알루미늄 합금 레이저 자체 플럭싱 용접이 주로 전원 배터리 케이스 밀봉에 사용됩니다.중국 신에너지 자동차 회사의 알루미늄 차체에서 도어 어셈블리와 측벽 구조 부품의 용접에도 알루미늄 합금 레이저 자가 플럭싱 용접이 사용됩니다.

1.2 알루미늄 합금 레이저 필러 용접

레이저 와이어 충진 용접에서 레이저는 여전히 용접할 금속을 녹이는 주요 열원으로 사용되지만 자동 와이어 공급 장치는 금속 접합 공정을 실현하기 위해 용가재를 용융 풀에 지속적으로 공급하는 데 사용됩니다.레이저 자가 플럭싱 용접과 비교하여 레이저 와이어 충진 용접은 용접 공정의 간격 정밀도에 대한 요구 사항을 완화합니다.용접 와이어에 서로 다른 성분을 채워줌으로써 용접부의 야금학적 특성을 향상시킬 수 있으며 용접 열 균열 및 기공을 방지할 수 있으며 용접 공정의 안정성을 향상시킬 수 있습니다.및 조인트 기계적 특성.

알루미늄 합금 레이저 필러 와이어 용접은 레이저 자가 플럭스 용접보다 외관 품질이 좋고 공정 간격 정밀도가 느슨하다는 특징이 있습니다.주로 탑 커버와 사이드 월 사이, 트렁크 리드 아웃터 패널의 상하 패널 사이 등 차체 외부 표면에 사용됩니다.더 높은 용접 품질을 얻기 위해 레이저 필러 와이어 용접을 사용하여 알루미늄 합금 도어를 용접하는 일부 모델도 있습니다.

1.3 알루미늄 합금 레이저-아크 하이브리드 용접

레이저-아크 하이브리드 용접은 레이저와 아크 열원을 완전히 다른 물리적 특성과 에너지 전달 메커니즘을 결합하여 함께 용접할 공작물에 작용합니다.이는 두 열원의 각각의 장점을 충분히 발휘할 뿐만 아니라 서로를 보완합니다.부족.알루미늄 합금 레이저-아크 하이브리드 용접에서 아크는 레이저 열원을 안내하고 알루미늄 합금의 레이저 흡수 능력과 용접 공정 중 에너지 활용률을 향상시키며 용접 표면 성형성은 레이저 자체 용접보다 우수합니다. 플럭싱 용접.

또한 아크의 도입으로 인해 용접 공작물의 클램핑 정확도가 크게 저하될 수 있습니다.동시에, 아크는 레이저 용접의 플라즈마에 희석 효과가 있어 레이저에 대한 플라즈마의 차폐 효과를 감소시킬 수 있습니다.레이저는 아크의 안정성에 중요한 역할을 하기 때문에 고속 용접 시 아크가 접합부에 안정적으로 작용할 수 있어 접합부의 용접 품질을 향상시키고 용접 속도를 높일 수 있습니다.

2. 자동차 산업에 알루미늄 합금 레이저 용접 적용

자동차 산업에 레이저 용접을 적용하면 다음과 같은 많은 장점이 있습니다.

1) 용접 속도가 빠르고, 생산 주기가 향상될 수 있으며, 용접 속도가 6m/min에 도달할 수 있습니다. 이는 흰색 몸체의 다른 연결 방법(예: 스폿 용접, 아크 용접, 리벳팅)에 비해 비교할 수 없는 장점이 있습니다.

2) 차체 구조에 대한 작은 제약으로 다양한 용접 구조(랩 조인트, 필렛 조인트, T 조인트, 맞대기 조인트)에 적용 가능하며 단면 용접, 빔이 도달할 수 있는 곳에서 용접이 가능하며 설계가 더 다양합니다. 유연한;

3) 레이저 용접 모서리 요구 사항이 낮고 용접 모서리는 6-8mm로 용접할 수 있으며 이는 점용접과 비교하여 용접 모서리 요구 사항(16mm)의 절반이며 조명 역할을 할 수 있습니다.

4) 루프와 후면 커버의 레이저 용접 구조로 차체 무게를 줄일 수 있으며, 실런트나 외부 트림을 도포할 필요가 없어 차체 원가가 절감된다.

5) 전체적인 레이저 용접 이음새가 매끄럽고 깔끔하며 외관이 좋습니다.

자동차 기술, 산업 처리 능력 및 처리 품질의 지속적인 개선으로 레이저 용접 사용 비용이 크게 절감됩니다.동시에 자동차 경량화가 진행됨에 따라 자동차 차체에 알루미늄 합금을 적용하는 사례가 증가하고 있으며 레이저 용접은 알루미늄 합금 용접 품질에 대한 솔루션입니다.문제를 연결하는 중요한 방법 중 하나는 자동차 산업에서 더욱 널리 사용될 것입니다.