Gestamp i TRUMPF opracowały innowacyjny proces spawania laserowego dla przemysłu motoryzacyjnego
Hiszpański koncern motoryzacyjny Gestamp, we współpracy z firmą TRUMPF, opracował nowatorski proces spawania laserowego przystosowany do zastosowań przemysłowych. Rozwiązanie wyznacza nowe standardy pod względem szybkości, efektywności i jakości łączenia elementów konstrukcyjnych nadwozi samochodowych.
Współczesna motoryzacja stawia coraz większe wymagania dotyczące redukcji masy pojazdów, poprawy efektywności produkcji oraz obniżenia kosztów inwestycyjnych. Jednocześnie procesy produkcyjne stają się coraz bardziej złożone, szczególnie w obszarze budowy nadwozi. Gestamp odpowiada na te wyzwania poprzez rozwój wielkogabarytowych elementów konstrukcyjnych z rodziny Ges-Gigastamping®, wykonywanych metodą tłoczenia na gorąco z wysokowytrzymałych stali.
Duże elementy konstrukcyjne pozwalają ograniczyć liczbę części wykorzystywanych w pojeździe, co upraszcza proces montażu i zwiększa efektywność produkcji. Takie komponenty zapewniają jednocześnie wysoką wytrzymałość, mniejszą masę oraz lepsze parametry bezpieczeństwa zderzeniowego. Ich produkcja wymaga jednak zaawansowanych technologii łączenia.
Gestamp przetwarza stale utwardzane metodą tłoczenia na gorąco z powłoką aluminiowo-krzemową (AlSi). Powłoka ta chroni komponenty przed korozją, jednak jednocześnie utrudnia proces spawania Gestamp opracował wcześniej własny proces G-Weld, wykorzystujący specjalną spoinę zakładkową w kształcie litery „G”, umożliwiającą szybsze i bardziej stabilne spawanie. W porównaniu z klasycznym spawaniem punktowym technologia ta pozwala osiągnąć nawet pięciokrotnie wyższe prędkości spawania.
Problem stanowiła jednak konieczność wcześniejszego usuwania powłoki AlSi przed procesem spawania laserowego, co ograniczało korzyści wynikające z dużej szybkości procesu. W tym celu Gestamp zwrócił się do specjalistów TRUMPF.
Kluczowym elementem rozwiązania stała się technologia kształtowania wiązki laserowej z wykorzystaniem opcji multifocus. W tym rozwiązaniu wiązka lasera dzielona jest na cztery indywidualne wiązki o identycznym poziomie energii. Każda z nich posiada wiązkę centralną oraz pierścieniową, która stabilizuje jeziorko spawalnicze i ogranicza powstawanie odprysków.
Takie rozwiązanie umożliwia kontrolowane i jednorodne mieszanie powłoki AlSi w ciekłym metalu, zapobiegając tworzeniu niekorzystnych faz międzymetalicznych oraz ferrytu alfa, które mogłyby pogarszać jakość spoiny i właściwości mechaniczne elementu. Efektem jest stabilna spoina o wysokiej wytrzymałości i twardości.
Nowa technologia przynosi szereg korzyści produkcyjnych. Dzięki zastosowaniu technologii TRUMPF możliwe jest uzyskanie znacznie wyższych prędkości spawania przy jednoczesnej poprawie jakości spoin. Dodatkową zaletą jest lepsza dostępność lasera podczas obróbki dużych elementów konstrukcyjnych bez obniżania wydajności procesu.
Istotnym atutem jest również możliwość jednostronnego spawania laserowego, dzięki któremu uzyskuje się tzw. „półwidoczną powierzchnię” – spoina jest praktycznie niewidoczna od zewnętrznej strony komponentu.
Nowy proces został już pozytywnie zweryfikowany wewnętrznie przez Gestamp. Firma podkreśla, że kluczową rolę odegrała ścisła współpraca z TRUMPF, który od początku projektu pełnił nie tylko funkcję dostawcy technologii, ale również partnera we wspólnym opracowywaniu rozwiązania mogącego zmienić przyszłość produkcji elementów konstrukcyjnych dla motoryzacji.
Źródło: TRUMPF
