Альтернатива контактной сварке.

На сегодняшний день в России большим спросом на автомобили пользуются зарубежные бренды.

Для сравнения по сборке кузова с использованием новых технологий в автомобиле строение. Был взят автомобильный завод, из российского автопрома, ПАО «АВТОВАЗ» и зарубежный, лидирующий по продажам автомобилей, немецкий концерн Volkswagen. Относительно недавно эти два автогиганта представили автомобили Лада Веста и Volkswagen Polo. Эти оба автомобиля класса В. Небольшая табличка о характеристиках авто для анализа.

	Volkswagen Polo	Лада Веста
Масса, Кг.	1163	1270
Длинна, мм.	4390	4410
Ширина, мм	1699	1764
Высота, мм	1467	1497
Двигатель	110 л/с, 16 клапанный	106 л/с, 16 клапанный
Стоимости (при одинаковой комплектации), тыс. руб.	570	530
Время разгона до 100 км/ч.	11 с.	11,8 с.
Расход на 100 л/км	5,8	6,7
Производительность авто в год, тыс/шт	325	280

Таблица: характеристики Volkswagen Polo и Лада Веста.

Как мы видим по таблице, оба автомобиля похожи. За исключением массы автомобиля. Веста тяжелее поло на 107 кг. Мы все знаем, как масса автомобиля оказывает значительное влияние на его эксплуатационную особенность: это и экономичность, и грузоподъёмность, и безопасность. Отношение массы автомобиля к его полезной нагрузке должно быть по возможности ниже, так как характеризует балласт, приходящийся на единицу полезной нагрузки. При неполном использовании грузоподъемности эта величина возрастает, и расход топлива, отнесенный к единице транспортной работы (тонно-километр), увеличивается. Масса автомобиля оказывает влияние как на сопротивление качению, так и на динамические качества автомобиля, а также на способность преодолевать подъем.

Большое влияние масса автомобиля оказывает и на его стоимость. Чем выше серийность выпуска автомобиля, тем больше влияют на его стоимость цены и количество используемых материалов и тем меньше влияние затрат на конструкторские и исследовательские работы.

Итак, снижение, массы для экономичной эксплуатации является весьма важным. Так же существует ряд эмпирических формул для расчета расхода топлива в зависимости от массы автомобиля. На каждые 100 кг снаряженной массы легкового автомобиля (без пассажиров) приближенно принимают расход бензина порядка 0,8 л/100 км. Что и подтверждается расходом у Весты.

АвтоВАЗу очень важно снижать массу выпускаемых автомобилей, не снижая жесткости самой конструкции автомобиля.

Автопроизводители Volkswagen широко начали применять технологию лазерной сварки. Благодаря высокой прочности сварных швов, небольшой ЗТВ, а соответственно и минимальному короблению, высокой скорости наплавки и быстрому остыванию основного шва, а так же высокой производительности процесса позволили убрать ненужные усиления и дополнительные провары. Лазерная сварка сыграла важную роль в облегчение конструкции, в улучшение качества сборки и повышение высокой производительности. Фольксваген на несколько десятков тысяч опережает АвтоВАЗ по выпуску автомобилей.

АвтоВАЗ на новой Ладе Весте использует контактную сварку. На которой мастера вручную делают сварное соединение, что и сказывается на качестве, массе и скорости производства. От такой работы автогиганты стараются отказаться полностью. Всю работу выполняет автоматика, управляемая человеком.

Российские автомобильные марки не могут сравниться с Немецкими, Американскими и Японскими автомобильными компаниями, пока, хотя, являются важными игроками в мировой автопромышленности. В советские годы он не уступал зарубежным концернам. Так как на тот момент использовались такие же технологии в производстве, а в некоторых сферах и лучше.

Для сравнения двух сварочных аппаратов (контактной сварки РТМТ-092 и лазерной сварки ЛС-2 фирмы «ИРЭ Полюс»). Должны быть одинаковые условия. Для этого мы возьмем короб автомобиля. Контактная сварка на участке 0,1 м. ставит четыре точки диаметром 0,05 м. Лазерная сварка делает два сварных шва длинной по 0,35 м . Ширина которого составляет 0,002 м . Толщину свариваемого металла состоит из двух листов, возьмем толщину 0,00015м. Эти данные нам необходимы для определения объема расплавленного металла при локальном нагреве.

Таблица

	Контактная РТМТ-092	Лазер ЛС-2 фирмы «ИРЭ Полюс»
Стоимость	2 мил руб.	3,1млн. руб.
Потребляемая мощность		7 кВт.
При этом мощность на выходе	157 кВт.	2 кВт.
Площадь рабочего пятна	5 мм.	1 мм.
Производительность	100 сварок в мин.	2 м в мин.

Рисунок стыковой разрез свариваемого металла внахлестку лазерной сварки.

Для удобства в расчетах возьмем прямоугольник 2х1,2 мм.

Вычислим объем расплавленного металла лазерной сваркой.

V_{р л с}=0,002*0,00012*0,1=2,4*10^-8м³

Так как участка два то умножаем на два 4,8*10^-8м³

То же самое делаем и с участком контактной сварки.

V_{р к с}=п*r²* l=3.14*2.5*1=19.635 мм³

Так как их четыре, то V_{р к с}=7,854*10^-8 м³

Эти параметры уже демонстрируют нам, что для контактной сварки потребуется больше энергии на выходе, для расплавления большего объема.

По удельной теплоемкости мы можем посчитать, сколько нам потребуется энергии для расплавления полученных объемов металла.

Удельная теплоемкость стали 08Ю составляет 482 Дж/ кг* ⁰с.

Плотность составляет 7800 кг/м³.

м _{р л с}=4,8*10^-8*7800=37440*10^-8 кг.

м _{р к с}=7,854*10^-87800=61261,2 *10^-8кг.

Q _{р л с}=37440*10^-8*482=0.18 Дж/ кг* ⁰с=180 Дж/г* ⁰с.

Q _{р к с}=61261,2 *10^-8*482=0,295 Дж/ кг* ⁰с=295 Дж/г* ⁰с.

Вывод: как расчет дальше вести?