Предизвикателства

Автомобилната индустрия се намира в технологична трансформация, затова важи следното: колкото по-малко детайли са необходими за един автомобил, толкова по-ефективно той може да бъде произведен. „Чрез по-големи детайли можем да произвеждаме по-ефективно и да намалим времето за монтаж“, обяснява Мигел Анхел Ферандес, директор R&D BIW. „Освен това се намалява теглото на автомобила и се повишава безопасността.“ Със серията Ges-Gigastamping® Gestamp извършва пионерска работа в тази област. Става дума за едрогабаритни структурни компоненти, които се получават чрез горещо формоване от високоякостни стомани. Тези детайли да бъдат заварявани по индустриално приложим и надежден технологичен процес с лазер беше обаче предизвикателство, обяснява Ферандес: „Пресово закалените стомани са с алуминий-силициево (AlSi) покритие, което предпазва детайлите от корозия. При конвенционалното точково заваряване това не играе роля. При заваряване с лазер, обаче първоначално се сблъскахме с големи трудности.“ Основният проблем беше, че двата различни материала в заваръчния шев не можеха да се свържат хомогенно. Вместо това се образуват интерметални фази и алфа-ферит, структурни компоненти, които влияят негативно върху качеството на заваръчния шев и произтичащите от него структурно-механични свойства на детайла обяснява Николай Шпекер, ръководител на отдела за разработка на приложения в TRUMPF.

Решения

Въз основа на иновацията в лазерното заваряване G-Weld, разработена от Gestamp, TRUMPF се зае с работата. G-Weld® беше разработена от Gestamp, за да замени традиционното точково заваряване при patch- и overlap-разкроени заготовки. Този G-образен заваръчен шев позволява до пет пъти по-високи скорости на заваряване и значително подобрява производствената ефективност и качеството. „Тази икономия на време обаче бързо би се изгубила, ако преди заваряването с лазер трябваше да премахваме алуминиево-силициевото покритие в предварителен процес“, обяснява Фернандес. Решението: оформяне на лъча – в случая на Gestamp чрез опцията Multifocus. При това лазерният лъч се разделя на четири отделни лъча с приблизително еднаква интензивност. Всичките четири подлъча се състоят от централен и периферен лъч. „Поради това, че върху стопилката въздействат не само един, а четири лъча едновременно, се постига хомогенно смесване на двата материала. Образуването на нежелани структурни състояния може по този начин да бъде предотвратено“, обяснява Марк Хумел, глобален мениджър бизнес развитие за мобилни приложения в TRUMPF. „Допълнителната енергия на периферния лъч освен това предотвратява образуването на пръски.“ Резултатът: Един здрав заваръчен шев, който издържа на високите изисквания на тестове за сблъсък в автомобилната индустрия . 

Изпълнението

В етапа на разработка експертите на TRUMPF първоначално работиха с материали, предоставени от Gestamp. В по-нататъшния ход на проекта бяха използвани реални детайли, а впоследствие и цели каросерии, които при Gestamp бяха подложени на реални тестове за сблъсък. „Работата си заслужаваше“, казва Фернандес и обобщава: „Новата стратегия на заваряване предлага няколко предимства. От една страна, спестяваме разходи при производството и оборудването – например за монтажни роботи, а опростеният монтаж намалява сложността в крайната фаза на производство. Освен това, чрез  по-високите скорости на заваряване увеличаваме производителността си и то при подобрено качество на заваръчния шев.“ И има още едно важно предимство: Лазерът не само осигурява по-добър достъп, но чрез едностранното заваряване позволява и т.нар. „полувидима повърхност“ .Шевът вече не се забелязва от долната страна на детайла и може директно да се боядисва. Преди въвеждането на новия процес при Gestamp е стартирана  валидираща фаза. „След като тази вътрешна валидация приключи“, казва  Фернандес, „ще внедрим технологията във всички наши заводи.“

Перспективата

„Има нарастваща необходимост от по-прости и по-конкурентоспособни производствени методи“, обяснява Мигел Анхел Фернандес и допълва. „По-специално продуктите  от нашата серия Ges-Gigastamping® изискват прецизно, бързо и бездефектно съединяване без видими места на свързване. Нашият нов подход към заваряването открива напълно нови възможности и има потенциала фундаментално да промени проектирането и производството на детайли.“ 

Състояние: 10.03.2026