Laserové svařování pomáhá snižovat emise výfukových plynů aut

Automobilky bojují o každý gram oxidu uhličitého, o nějž mohou snížit emise výfukových plynů, aby splnily zpřísňující se ekologické požadavky Evropské unie. Jednou z možností přináší nejnovější metody laserového svařování, díky nimž může být karoserie lehčí, a vozidlo má tudíž nižší spotřebu.
Emise z automobilových výfuků významně zhoršují ovzduší zejména ve městech. Ilustrační foto: Depositphotos.com

Moderní technologii laserového svařování s oscilací svazku nyní zkoumá Ústav přístrojové techniky Akademie věd. O nejnovějších výsledcích informoval redakci FAEI.cz výzkumný tým tohoto brněnského pracoviště.

Proč je právě dokonalé svařování důležité pro snižování výfukových emisí? K tomu, aby se snižovala spotřeba paliva, přispívá už zmiňované snižování hmotnosti karoserie. Dosahuje se toho například používáním plechů menších tlouštěk vyrobených z ocelí vyšší pevnosti a jejich vhodnou kombinací.

Při produkci dílů, které tvoří více druhů tenkých plechů odlišných tlouštěk či chemického složení, je vhodné použít svařování laserem. To vyžaduje naprosto precizní přípravu hran svařovaných materiálů a jejich správné upnutí, aby nedošlo k vadám nebo se dokonce požadované díly nespojily.

Významně lepší vlastnosti

Ani při zajištění těchto podmínek ale nemusí mít svary optimální vlastnosti, a to zejména při svařování plechů odlišných tlouštěk. To pak může vést k poklesu životnosti svarových spojů při jejich namáhání. Vědci z Ústavu přístrojové techniky nyní přicházejí s vylepšenou technologií, na níž spolupracují s kolegy z jiných pracovišť Akademie věd, především Ústavu fyziky materiálu.

„V našem výzkumu se zabýváme moderní technologií laserového svařování s oscilací svazku, kdy laserový svazek opisuje zvolený Lissajousův obrazec (oscilační mód). Tento jeho pohyb se sčítá s posuvným pohybem svařovací hlavy, který definuje trajektorií svařování,“ informoval redakci Libor Mrňa, vedoucí vědeckého týmu Laserových technologií v Ústavu přístrojové techniky.

Dodal, že tato technologie vede k širší tavné lázni, a tedy nižší citlivosti na přípravu svařovaných ploch. „Ale především nám umožňuje řídit distribuci tepla dodávaného tavné lázni. Při konstantním výkonu laseru jsme testovali několik oscilačních módů s odlišnými průběhy lokálně vnášeného tepla a polohami maxim hustoty výkonu a zkoumali jejich vliv na geometrii, mikrostrukturu a mechanické vlastnosti svarů,“ vysvětlil Mrňa.

Vylepšená technologie laserového svařování skutečně přinesla pozitivní výsledky. „Svary provedené s oscilací svazku dosáhly při stejné pevnosti a hlubokotažnosti významně lepších únavových vlastností ve srovnání s konvenčními laserovými svary, a to i v případě přítomnosti geometrických defektů v oblasti kořene svaru,“ sdělila redakci členka vědeckého týmu Laserových technologií Hana Šebestová.

Ta je současně hlavní autorkou článku o této nové metodě, který publikoval prestižní vědecký časopis Thin-Walled Structures. Podle Šebestové se při výzkumu podařilo prokázat, že použití oscilačních módů, při nichž nedochází k významným fluktuacím lokálně vnášeného tepla, vede k redukci kořenových vrubů svarů.

„Současně ale demonstrujeme i skutečnost, že přítomnost vrubu nemusí být pro únavové vlastnosti rozhodující a může být kompenzována příznivější mikrostrukturou či distribucí zbytkových napětí, které jsou definovány často velmi složitými teplotními cykly, které svarový kov a tepelně ovlivněná oblast při svařování s oscilací svazku absolvují,“ poznamenala Šebestová.

Tím se vědcům podařilo poukázat i na komplexnost dané problematiky. „Neboť každá změna v technologickém postupu svařování může indukovat obtížně predikovatelné změny únavových vlastností svarových spojů,“ upozornila Hana Šebestová.

Minus jeden gram

Ve stejné době, kdy vědecký tým informoval o výsledcích svého výzkumu, zveřejnil web Čistá doprava loňské údaje o emisích oxidu uhličitého u nových automobilů v České republice. V průměru přitom klesly o jeden gram na 137 gramů na kilometr.

Při tradičním srovnání dvaceti nejvíce registrovaných vozidel vyšly nejlépe automobilky Citroën (119 g/km) Peugeot (122 g/km) a Opel (123 g/km). „Renault, který meziročně zvýšil průměrné emise oxidu uhličitého o čtyři gramy na 127 gramů na kilometr, se posunul z prvního na pátou příčku,“ sdělil Lukáš Kadula z Centra dopravního výzkumu.

Dodal, že z dvaceti uvedených značek jich dvanáct emise meziročně snížilo, nejvíce Opel – o 8,2 procenta. „Škoda, která v Česku zaregistrovala nejvíce vozidel, zvýšila emise o jeden gram na 131 gramů na kilometr,“ uvedl Kadula.

Za pouze mírným meziročním poklesem průměrných emisí stojí podle něho více faktorů. Jedním z nich je ten, že nově registrovaná vozidla s nulovými emisemi (bateriová či vodíková) tvořila jen tři procenta z celkového počtu nových aut.

„Vliv na emise má bezesporu také obliba segmentu SUV a terénních vozidel, který vloni dosáhl dalšího historického maxima: 45procentního podílu. Naopak podíl malých vozidel opět klesl na 10,3 procenta,“ poznamenal Lukáš Kadula, podle něhož má nezanedbatelný vliv také popularita naftových motorů u českých řidičů, které mají vyšší emise.

Zavřít reklamu
Sdílet článek
Diskuse 1
Sdílet článek
Diskuse k tomuto článku je již uzavřena
  1. Pe Petr

    Takové dýmovnici jak na na ilustračním foto už nepomůže nic…Leda kovošrot. Bohužel,jejich majitelé většinou mladíci se svých čiplých tédéí nechtějí za žádnou cenu vzdát. Jak projdou na emisísch je záhada!

Kurzovní lístek
Chci nakoupit
Chci nakoupit
Chci prodat
EUR
EUR
USD
GBP
CHF
JPY
DKK
NOK
SEK
CAD
AUD
PLN
HUF
HRK
RUB