Sudare prin frecare cu element activ rotitor bazată pe roboţi pentru E-Mobility

În ceea ce priveşte domeniul de viitor al E-Mobility, esențiale nu sunt doar autonomia şi performanţa vehiculelor. Esențială este și fabricarea economică a vehiculelor, prin intermediul noilor concepte inovatoare pentru vehicule.

Sudarea prin frecare cu element activ rotitor pentru electromobilitate

Prin intermediul experienţei îndelungate şi al cunoştinţelor specializate despre sudarea prin frecare cu element activ rotitor, KUKA a devenit un partener important al industriei automobilelor. Datorită acestei tehnologii, managementul căldurii pentru baterii poate fi optimizat, iar structura complexă a carcaselor pentru spațiile de depozitare poate fi implementată în mod eficient din punctul de vedere al costurilor.

Automobilele electrice necesită o „temperatură confortabilă” – cel puțin bateriile acestora. Acest lucru este necesar, deoarece automobilele electrice funcționează la puterea optimă și ating durata maximă de viață doar la temperatura corectă. De aceea, bateriile trebuie răcite în timpul funcționării și încălzite dacă temperatura ambiantă este scăzută. De regulă, în special în cazul autovehiculelor hibrid, acest lucru se realizează cu ajutorul sistemelor de răcire, care sunt integrate în podeaua suporturilor de baterii. Fabricarea acestei carcase este deosebit de dificilă. Datorită unei experiențe îndelungate în ceea ce privește procedurile de sudare prin frecare cu element activ rotitor KUKA contribuie cu importante cunoștințe specializate.

Sistemul de răcire al autovehiculelor hibrid se închide printr-o termosudare a unei podele cu carcasa din fontă. În acest scop, trebuie să existe un circuit etanș la presiune , care să reziste la variațiile de presiune. În plus, sunt necesare o secțiune transversală de legătură mai mare și o cusătură sudată bine amestecată și solidă. Din cauza cantității de căldură, componentele se pot deplasa, însă cât mai puțin posibil. Sudarea prin frecare cu element activ rotitor poate servi ca tehnologie adecvată de îmbinare.

Sudarea cu tehnologie ecologică

Procedura este adecvată în special pentru procesele de îmbinare de înaltă calitate cu diferite aliaje din aluminiu și alte metale neferoase cu temperatură redusă de topire. În cadrul sudurii prin frecare cu element activ rotitor, se introduce o sculă rotativă de-a lungul zonei de îmbinare a pieselor, unde se generează căldură produsă prin frecare între părțile de îmbinare bine prinse – o legătură mai solidă și mai rezistentă decât în cazul procedurilor obișnuite. În funcție de modelul componentei, cusăturile sudate sunt de tip Mäander sau cusături cap la cap, ca o cusătură sudată suprapusă.

Friction Stir Welding_seam — Exemplu de cusătură sudată Mäander

Avantaj suplimentar: Procedura produce un nivel redus de emisii, iar consumul de energie este mic. Nu este necesară o tratare preliminară a componentei îmbinate. Prin urmare, sudarea prin frecare cu element activ rotitor este denumită și tehnologie ecologică.

Friction Stir Welding_Robot — Celulă sudată prin frecare cu amestecare pentru carcase de baterii

Cunoștințe specializate despre procesele din cadrul tehnologiei de îmbinare

Această tehnologie este din ce în ce mai utilizată, nu doar în cazul sistemelor de răcire ale autovehiculelor hibrid, ci și în cazul fabricării carcaselor pentru spațiile de depozitare din automobilele complet electrice. Aici, carcasa ocupă o mare parte din partea inferioară a caroseriei și se află, de obicei, între osii. Până acum, unii producători montau separat carcasele pentru spațiile de depozitare. Pe de altă parte, conceptele mai noi includ componente structurale, în care se integrează carcasa pentru spații de depozitare a autovehiculului. De aceea, aceste structuri trebuie să fie extrem de rigide. În acest sens, există două posibilități: Profile pentru cadru cu lonjeroane transversale, sudate cu o podea din tablă de aluminiu sau cu o podea din profile extrudate și sudate cu pereți dubli.

Uneori, în cadrul conectării zonelor din față și a celor din spate cu carcasa pentru spații de depozitare, se introduc componente turnate sub presiune din aluminiu. Acest lucru impune cerințe ridicate în ceea ce privește tehnologia de îmbinare a carcaselor pentru spații de depozitare. Aici intervine din nou KUKA cu cunoștințele sale specializate despre procese. În cazul acestor cerințe, sudura prin frecare cu element activ rotitor este ideală. În cadrul proiectării componentelor și al echipamentelor de fabricare, trebuie respectate anumite particularități, precum forța ridicată implicată în proces și distanțele dintre spațiile care pot fi conectate.

Sudură prin frecare cu element activ rotitor cu umăr fix

Pentru a executa cusăturile sudate complexe ale carcaselor pentru spații de depozitare și pentru echipamentele electronice, în special pentru cerințele industriei automobilelor, KUKA se bazează pe utilizarea sudurii prin frecare cu element activ rotitor cu umăr fix (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW). Spre deosebire de sudura clasică prin frecare cu element activ rotitor, în acest caz se rotește doar bolțul de sudură într-un umăr fix. Prin intermediul umărului fix, în timpul mișcării de avans, de-a lungul cusăturii sudate se formează o suprafață sudată plană și netedă. Pe de altă parte, acest lucru reduce costurile pentru prelucrarea ulterioară.

Friction Stir Welding_ESAB Licensed Technology — Soluție de sudură prin frecare cu element activ rotitor bazată pe roboți

Sistem de control al proceselor și de documentare

Experții sunt siguri de următoarele: Datorită importanței crescânde a electromobilității, în următorii ani va crește și potențialul comercial pentru instalații de producție cu proceduri de sudură prin frecare cu element activ rotitor. KUKA permite industriei automobile să integreze această procedură de îmbinare în procesul de producție, în mod viabil din punct de vedere economic. Simultan, toți clienții pot monitoriza toți parametrii esențiali referitori la proces și pot înregistra în mod transparent datele referitoare la calitate. Prin intermediul unui sistem de control al proceselor și de documentare (PCD), KUKA creează o bază pentru integrarea Industrie 4.0.

Găsiți un partener de sistem KUKA în apropierea dvs.

Găsiți aici partenerul potrivit pentru industria sau pentru problema dvs.