Vývoj a aplikace hybridní laserové-obloukové technologie pro vyspělé spojité linky na výrobu plechu a pásů

Přehled projektu: Distribuční svařovací stroj je jednou z hlavních součástí spojité produkční linky na plechy a pásy, který integruje optiku, mechaniku, elektroniku, hydrauliku a pneumatiku. Kvalita jeho svařování přímo určuje, zda může produkční linka pracovat nepřetržitě a stabilně.

S rozvojem národního hospodářství a rostoucími požadavky na úsporu energie a snižování emisí se zvyšuje potřeba pokročilých speciálních kovových materiálů, jako jsou oceli s vysokou pevností, oceli nerdzavé s vysokým obsahem chromu, magnetické sídlové oceli a nekovové kovy. Tyto materiály však přinášejí významné problémy související s svařováním, jako je silné ztuhnutí švu a časté trhání pásů. Tyto problémy zvyšují požadavky na spolehlivost svařovacích procesů a přesnost zařízení. Dlouhou dobu se pro tyto materiály používaly importované laserové svařovací stroje. Tyto stroje jsou však nákladné a primárně používají CO₂ plynové lasery, které mají významné nevýhody: komplikovanou konstrukci, vysoké náklady na údržbu a drahé provozování.

Během poslední dekády postupně pevninové lasery, představované vlákennými a deskovými lasery, nahradily tradiční CO₂ plynové lasery v průmyslovém výrobním procesu díky své vysoké fotoelektrické účinnosti, flexibilnímu dodávání paprsku, stability a nižším nákladům na údržbu a výrobu. Původní spojovací procesy navržené pro CO₂ plynové lasery již nedokážou splnit požadavky na výrobu pokročilých speciálních kovů a materiálů, což vytváří naléhavou potřebu vyvinout nové spojovací procesy a zařízení.

Po téměř deseti letech nezávislé výzkumné a vývojové činnosti se tým projektu na MCC South vyrovnal s řadou technických výzev v oblasti spojovacích procesů a zařízení. Vyřešili problémy s chudou spojovatelností, vadami rovnosti plechu a obtížemi při dosažení stabilní kvality spoje speciálních hutních materiálů. Tento úsilí vedl ke vývoji hybridního laser-obloukového spojovacího stroje pro výrobní linky kontinuálního plechu a pásů vysoké kvality, který využívá tuhovlnný laser. Tato inovativní řešení umožňuje spojování náročných materiálů, jako je vysokomagnetická silicitanová ocel a martensitní nerdzavějící ocel, čímž bylo dosaženo úspěšné výrobní aplikace.

Klíčové inovace a úspěchy:

1. Vývoj hybridního laser-obloukového spojovacího procesu a zařízení: Tato inovativní technologie je speciálně navržena pro vysokokvalitní speciální metalurgické materiály v nepřetržitých produkčních linkách. Zajišťuje vynikající spolehlivost svařování, dosahující míry přerušení pásu méně než 0,1 % a míry znovusváření nižší než 1,2 %.

2. Vedená technologie svařovací hlavy: Poprvé byla vyvinuta technologie vedení a pozice svařovací hlavy, která zlepšuje pracovní prostředí pro svařovací hlavu, zvyšuje stabilitu procesu a prodlužuje životnost svařovací hlavy.

3. Technologie klávesovitého tlačného panelu na pružinách: Projekt představil inovativní systém klávesovitého tlačného panelu na pružinách, který rovnoměrně rozloží sílu po šířce panelu a pásu. Ve srovnání s tradičními metody stisku eliminuje vadné úkazy panelu, jako jsou ohýbání okrajů a podřezání, což významně zlepšuje kvalitu a stabilitu sváru.

Projekt získal 7 patentů , včetně 2 patenty na vynálezy , a publikoval 5 vědeckých článků . Výhodnocovací výbor Čínské metalurgické skupiny uznal tyto výsledky, potvrdil, že projekt dosáhl „mezinárodně pokročilé úrovně“.

Stavová laserová-oblouková hybridní svařovací stanice vyvinutá společností MCC South nabízí stabilní výkon, vynikající kvalitu svařování, nízké provozní náklady a jednoduchou údržbu. Celkové náklady na investici jsou pouze asi třetinu nákladů na importované laserové svařovací stroje. Dosud bylo 15 jednotek úspěšně nasazeno v vedoucích ocelárenských podnicích, jako jsou Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO a Tsingshan Steel. Tyto svařovací stroje byly použity pro svařování náročných materiálů, včetně vysokoobratné oceli, vysokomagnetického křemičitého železa, vysokochromové oceli a titanových desek. Zejména pro vysokomagnetické křemičité železo a martensitovou ocel dosáhla domácí tržní podíl laserových svařovacích strojů od MCC South 100 %.

Toto průlomové úspěchy označuje významný krok vpřed při rozvoji Číny nezávislých inovačních schopností, snižování závislosti na dovoženém zařízení a podpoře vývoje vyspělých speciálních kovových materiálů na světovém trhu.