Entwicklung und Anwendung der Laser-Bogen-Hybrid-Schweißtechnologie für hochwertige kontinuierliche Blech- und Bandproduktionslinien

Übersicht über das Projekt: Die Schweißmaschine ist eine der Kernkomponenten der kontinuierlichen Blech- und Bahnproduktionslinie, wobei Optik, Mechanik, Elektronik, Hydraulik und Pneumatik integriert sind. Ihre Schweißqualität bestimmt direkt, ob die Produktionslinie kontinuierlich und stabil betrieben werden kann.

Mit der Entwicklung der Volkswirtschaft und dem wachsenden Bedarf an Energieeinsparung und Emissionsreduzierung nimmt die Nachfrage nach fortgeschrittenen speziellen Metallurgiematerialien wie hochfestem Stahl, hochchromhaltigem Edelstahl, hochmagnetischem Siliziumstahl und nichtrostenden Metallen zu. Diese Materialien stellen jedoch erhebliche Herausforderungen bei der Schweissung dar, wie zum Beispiel starke Verkippung des Schweissnahtbereichs und häufige Bandbrüche. Diese Probleme haben höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Schweissprozesses und die Präzision der Ausrüstung gestellt. Lange Zeit wurden für diese Materialien importierte Laserschweißmaschinen eingesetzt. Diese Maschinen sind jedoch teuer und verwenden hauptsächlich CO₂-Gaslasersysteme, die erhebliche Nachteile mit sich bringen: komplexe Strukturen, hohe Wartungskosten und teure Betriebsführung.

In den letzten zehn Jahren haben Festkörperlaser, vertreten durch Faser- und Scheiblaser, aufgrund ihrer hohen Fotoelektrizitäts-Umsetzungseffizienz, flexiblen Strahlübertragung, Stabilität und geringeren Wartungs- und Produktionskosten allmählich die traditionellen CO₂-Gaslaser im industriellen Bereich abgelöst. Die ursprünglich für CO₂-Gaslaser entwickelten Schweißprozesse erfüllen die Anforderungen an fortschrittliche spezielle Metallurgiematerialien nicht mehr, was ein dringendes Bedürfnis nach der Entwicklung neuer Schweißprozesse und -geräte schafft.

Nach fast zehn Jahren eigenständiger Forschung und Entwicklung hat das Projektteam bei MCC South eine Reihe technischer Herausforderungen in Bezug auf Schweißverfahren und -ausrüstungen überwunden. Sie haben sich mit der schlechten Schweissbarkeit, Blechformfehlern und den Schwierigkeiten beschäftigt, eine stabile Schweißqualität bei speziellen Metallurgiematerialien zu erreichen. Dadurch gelang die erfolgreiche Entwicklung einer Laser-Bogen-Hybrid-Schweißmaschine für hochwertige kontinuierliche Blech- und Bandproduktionslinien unter Verwendung von Festkörperlaser. Diese innovative Lösung ermöglicht das Schweißen anspruchsvoller Materialien wie hochmagnetischen Siliziumstahls und martensitischen Edelstahls und führt zu erfolgreichen Produktionsanwendungen.

Schlüsselinnovationen und Errungenschaften:

1. Entwicklung des Laser-Bogen-Hybrid-Schweißverfahrens und -Geräts: Diese innovative Technologie wurde speziell für hochwertige Spezialmetallmaterialien in kontinuierlichen Produktionslinien entwickelt. Sie gewährleistet eine außergewöhnliche Schweißzuverlässigkeit, wodurch eine Streifenbruchrate von weniger als 0,1 % und eine Wiederbeschweigrate von unter 1,2 % erreicht wird.

2. Geführte Schweisskopf-Technologie: Zum ersten Mal wurden Führungstechnologien für den Schweisskopf und Positionierungssysteme entwickelt, die die Arbeitsbedingungen für den Schweisskopf verbessern, die Prozessstabilität erhöhen und die Lebensdauer des Schweisskopfes verlängern.

3. Klaviatur-Federpressplatten-Technologie: Das Projekt stellte ein bahnbrechendes Klaviatur-Federpressplattensystem vor, das die Kraft gleichmäßig über die Breite der Platte und des Streifens verteilt. Im Vergleich zu traditionellen Klemmverfahren werden dabei Plattenfehler wie Kantenerhebungen und Unterfressungen vermieden, was die Qualität und Stabilität der Naht erheblich verbessert.

Das Projekt hat gesichert 7 Patente , einschließlich 2 Erfindungspatente , und veröffentlicht 5 wissenschaftliche Artikel . Das Bewertungskomitee der China Metallurgical Group hat die Ergebnisse anerkannt und bestätigt, dass das Projekt eine „international führende Stufe“

erreicht hat. Die von MCC South entwickelte Festkörperlaser-Schweißmaschine bietet stabile Leistung, überlegene Schweißqualität, niedrige Betriebskosten und einfache Wartung. Die Gesamtkosten des Investitionsaufwands betragen nur etwa ein Drittel im Vergleich zu importierten Laserschweißmaschinen. Bislang wurden 15 Einheiten in führenden Stahlunternehmen wie Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO und Tsingshan Steel erfolgreich implementiert. Diese Schweißmaschinen wurden verwendet, um anspruchsvolle Materialien wie Hochfeststahl, hochmagnetischen Siliziumstahl, hochchromigen Edelstahl und Titanplatten zu schweißen. Insbesondere bei hochmagnetischem Siliziumstahl und martensitischem Edelstahl hat der Marktanteil der Laserschweißmaschinen von MCC South auf dem Inlandmarkt einen Anteil von - Ich bin zu 100%.

Dieses bahnbrechende Ereignis markiert einen bedeutenden Schritt vorwärts bei der Förderung der eigenständigen Innovationsfähigkeiten Chinas, der Verringerung der Abhängigkeit von importiertem Equipment und der Unterstützung der Entwicklung hochwertiger spezieller Metallurgiematerialien auf dem globalen Markt.