Vývoj a aplikace technologie laserového obloukového hybridního svařování pro špičkové linky na výrobu kontinuálních plechů a pásů

Přehled projektu: Jedno svářečka je jednou z klíčových součástí linky na výrobu kontinuálních desek a pásů, která integruje optiku, mechaniku, elektroniku, hydrauliku a pneumatiku. Kvalita svařování přímo určuje, zda může výrobní linka fungovat nepřetržitě a stabilně.

S rozvojem národního hospodářství a zvyšujícími se požadavky na úsporu energie a snižování emisí roste potřeba pokročilých speciálních metalurgických materiálů, jako je vysokopevnostní ocel, vysoce chromovaná nerezová ocel, vysoce magnetická křemíková ocel a neželezné kovy. Tyto materiály však představují významné problémy při svařování, jako je silné křehnutí svarového švu a časté lámání pásu. Tyto problémy zvýšily požadavky na spolehlivost procesu svařování a přesnost zařízení. Pro tyto materiály se již dlouhou dobu používají dovážené laserové svařovací stroje. Tyto stroje jsou však nákladné a primárně využívají plynové CO₂ lasery, které mají značné nevýhody: složité konstrukce, vysoké náklady na údržbu a drahý provoz.

V posledním desetiletí pevnolátkové lasery, reprezentované vláknovými a diskovými lasery, postupně nahradily tradiční CO₂ plynové lasery v průmyslové výrobě díky jejich vysoké účinnosti fotoelektrické konverze, flexibilnímu dodávání paprsku, stabilitě a nižším nákladům na údržbu a výrobu. Původní svařovací procesy navržené pro CO₂ plynové lasery již nemohou splňovat výrobní požadavky na pokročilé speciální metalurgické materiály, což vytváří naléhavou potřebu vyvinout nové svařovací procesy a zařízení.

Po téměř deseti letech nezávislého výzkumu a vývoje překonal projektový tým v MCC South řadu technických výzev ve svařovacích procesech a zařízeních. Řešily špatnou svařitelnost, vady tvaru plechu a potíže při dosahování stabilní kvality svařování speciálních metalurgických materiálů. Toto úsilí vedlo k úspěšnému vývoji laserového obloukového hybridního svařovacího stroje pro špičkové kontinuální linky na výrobu plechů a pásů, využívající pevnolátkové lasery. Toto inovativní řešení umožňuje svařování obtížných materiálů, jako je vysoce magnetická křemíková ocel a martenzitická nerezová ocel, a dosahuje tak úspěšných výrobních aplikací.

Klíčové inovace a úspěchy:

1. Vývoj procesu laserového obloukového hybridního svařování a zařízení: Tato inovativní technologie je speciálně navržena pro špičkové speciální metalurgické materiály v kontinuálních výrobních linkách. Zajišťuje výjimečnou spolehlivost svařování, dosahuje rychlosti přetržení pásu menší než 0.1 % a rychlosti opětovného svařování pod 1.2 %.

2. Technologie řízené svařovací hlavy: Poprvé byla vyvinuta technologie navádění a polohování svařovací hlavy, která zlepšuje pracovní prostředí svařovací hlavy, zvyšuje stabilitu procesu a prodlužuje životnost svařovací hlavy.

3. Technologie Piano-Key Spring Press Plate: Projekt představil průkopnický systém lisovacích desek s klavírovými klávesami, který rovnoměrně rozděluje sílu po šířce desky a pásu. Ve srovnání s tradičními metodami upínání to eliminuje vady plechu, jako je deformace hran a podříznutí, což výrazně zlepšuje kvalitu a stabilitu svaru.

Projekt je zajištěn Patenty 7, počítaje v to 2 patentů na vynálezya zveřejněny 5 akademických prací. Hodnotící komise China Metallurgical Group uznala výsledky a potvrdila, že projekt dosáhl an "mezinárodně pokročilá úroveň."

Polovodičový laserový obloukový hybridní svařovací stroj vyvinutý společností MCC South nabízí stabilní výkon, vynikající kvalitu svařování, nízké provozní náklady a jednoduchou údržbu. Jeho celkové investiční náklady jsou pouze cca jedna třetina dovážených laserových svařovacích strojů. k dnešnímu dni 15 jednotky byly úspěšně implementovány v předních ocelářských podnicích, jako jsou Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO a Tsingshan Steel. Tyto svařovací stroje se používají ke svařování náročných materiálů, včetně vysokopevnostní oceli, vysoce magnetické křemíkové oceli, vysoce chromované nerezové oceli a titanových plátů. Zejména u vysoce magnetické křemíkové oceli a martenzitické nerezové oceli dosáhl podíl laserových svařovacích strojů MCC South na domácím trhu 100%.

Tento převratný úspěch představuje významný krok vpřed v prosazování nezávislých inovačních schopností Číny, snižuje závislost na dováženém zařízení a podporuje vývoj špičkových speciálních metalurgických materiálů na globálním trhu.