Robotické zváranie trením s premiešavaním pre E-mobilitu

Rozhodujúce pre tému budúcnosti E-mobilitu nie sú len dosah a výkonnosť vozidiel. Rozhodujúca je aj hospodárna výroba vozidiel s novými inovatívnymi koncepciami vozidiel.

Zváranie trením s premiešavaním pre elektromobilitu

Vďaka svojmu procesnému know-how pri zváraním trením s premiešavaním sa spoločnosť KUKA stala dôležitým partnerom automobilového priemyslu. Vďaka tejto technológii je jednak možné optimalizovať tepelný manažment pre batérie, ako aj hospodárne realizovať komplexne vytvorenú štruktúru telies batérií.

Elektrické automobily potrebujú „pohodovú teplotu“ – teda minimálne ich batérie. Pretože len v tom prípade, keď sú správne temperované, dosahujú optimálny výkon a maximálnu životnosť. Batérie sa preto počas prevádzky musia ochladiť a pri nízkej teplote prostredia zohriať. Spravidla sa to vykoná – hlavne v prípade hybridných vozidiel – pomocou chladiacich systémov, ktoré sú integrované do dna nosiča batérie. Výroba týchto telies je veľmi ťažká. Vďaka dlhoročným skúsenostiam s metódou zvárania trením s premiešavaním tu spoločnosť KUKA poskytuje dôležité know-how. 

Chladiaci systém hybridných vozidiel je uzatvorený zváraním podlahovej dosky s telesom zo zliatiny. Pritom musí vzniknúť obvod odolný voči tlaku, ktorý odolá striedavému tlaku. Pritom je potrebný veľký pripojovací prierez a jeden dobre zmiešaný a zahustený zvarový šev. Komponenty sa pritom pôsobením tepla smú deformovať len nepatrne. Ako vhodná technológia spájania sa osvedčilo zváranie trením s premiešavaním.

Zváranie pomocou zelenej technológie

Tento proces je vhodný hlavne pri vysokokvalitných procesoch spájania s rôznymi hliníkovými zliatinami a inými neželeznými kovmi s nízkou teplotou tavenia. Pri zváraní trením s premiešavaním je rotujúci nástroj vedený pozdĺž spojovacej plochy obrobkov, pričom vzniká trecie teplo medzi pevne upnutými spájanými materiálmi – robustnejšie spojenie s väčšou zaťažiteľnosťou ako pri bežných metódach. V závislosti od dizajnu konštrukčného dielu sa zvarové švy vytvárajú ako meander alebo stehy ako prekrývané zvarové švy. 

Friction Stir Welding_seam
Príklad meandrového zvaru

Doplňujúca výhoda: Pri tejto metóde je nízka miera emisií a nepatrná spotreba energie. Predbežná úprava spájaných konštrukčných dielov nie je potrebná. Zváranie trením s premiešavaním sa preto označuje aj ako zelená technológia.

Friction Stir Welding_Robot
Výrobná bunka pre zváranie trením s premiešavaním pre teleso batérie

Procesné know-how v spájacej technike

Nielen v prípade chladiacich systémov hybridných vozidiel, ale aj pri výrobe telies batérií pre čisto elektrické automobily v stále väčšej narastá používanie tejto technológie. Tu teleso zaberá veľkú oblasť podvozka a spravidla sa nachádza medzi nápravami. Niektorí výrobcovia doteraz montujú teleso batérie separátne. Naopak, novšie koncepcie obsahujú štruktúrne komponenty, do ktorých sa integruje teleso batérie vozidla. Preto musia byť tieto štruktúry extrémne pevné. Pre tento účel existujú dve možnosti: Rámové profily s priečnymi vzperami, ktoré sú zváraním spojené s podlahovou doskou z hliníkového plechu alebo podlahová doska zo zváraných dvojstenných profilov vyrobených prítlačným lisovaním.

Pri pripájaní predných a zadných častí na teleso batérie sa už ojedinele používajú tlakové odliatky z hliníka – čo predpokladá vysoké požiadavky na spájaciu techniku pri telesách batérií. A tu znova nastupuje spoločnosť KUKA so svojím procesným know-how. Pretože tieto požiadavky ideálne spĺňa zváranie trením s premiešavaním. Pri vytváraní konštrukčných dielov a výrobných zariadení je však potrebné zohľadniť niektoré špecifiká, akými sú napríklad vysoká procesná sila a premostiteľné rozmery medzier.

 

Zváranie trením s premiešavaním s pevným ramenom

Pre dosiahnutie komplexných zvarov pri telesách batérií a elektroniky, spoločnosť KUKA hlavne na základe potrieb automobilového priemyslu stavia na zváraní trením s premiešavaním s pevným ramenom (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW), ktoré ako licenciu používa ESAB. Pritom na rozdiel od klasického zvárania trením s premiešavaním rotuje len zvárací kolík v stacionárnom ramene. Vďaka pevnému ramenu počas výsuvného pohybu pozdĺž zvarového švu vzniká rovný, hladký povrch zvaru. Týmto sa zase znižujú náklady na dodatočné opracovanie.

Friction Stir Welding_ESAB Licensed Technology
Robotické zváranie trením s premiešavaním

Systém kontroly procesu a dokumentácie

Experti sú si istí: S rastúcim významom elektromobility bude v nasledujúcich rokoch narastať aj potenciál trhu pre výrobné zariadenia s metódou zvárania trením s premiešavaním. Spoločnosť KUKA umožní, aby automobilový priemysel túto metódu spájania ekonomicky zmysluplne integroval do výrobného procesu. Zákazníci môžu zároveň všetky podstatné procesné parametre sledovať a transparentne zaznamenávať kvalitatívne údaje. Pre tento účel spoločnosť KUKA so systémom kontroly procesu a dokumentácie (PCD) vytvorila základ pre integráciu Priemyslu 4.0.

Nastavenia súborov cookies OK a objaviť svet KUKA

Na tejto internetovej stránke sa používajú súbory cookie (viac o tejto téme), aby vám mohli byť aj online ponúknuté tie najlepšie služby. Ak budete pokračovať v návšteve našej internetovej stránky, tak budú použité len technicky potrebné súbory cookie. Ak kliknete na „OK a objaviť svet KUKA“, tak navyše vyjadríte súhlas s používaním marketingových súborov cookie. Kliknutím na „Nastavenia súborov cookie“ môžete zvoliť, ktoré súbory cookie budú použité.

Nastavenia súborov cookies