Desarrollo y aplicación de tecnología de soldadura híbrida láser-arco para líneas de producción continuas de placas y tiras de alta gama

Descripción del proyecto: El maquina de soldar Es uno de los componentes principales de la línea de producción de placas y tiras continuas, que integra óptica, mecánica, electrónica, hidráulica y neumática. Su calidad de soldadura determina directamente si la línea de producción puede funcionar de forma continua y estable.

Con el desarrollo de la economía nacional y las crecientes demandas de conservación de energía y reducción de emisiones, existe una creciente necesidad de materiales metalúrgicos especiales avanzados, como acero de alta resistencia, acero inoxidable con alto contenido de cromo, acero al silicio con alto magnetismo y metales no ferrosos. Sin embargo, estos materiales presentan desafíos significativos en la soldadura, como una severa fragilización de la costura de soldadura y roturas frecuentes de las tiras. Estos problemas han planteado mayores requisitos para la confiabilidad del proceso de soldadura y la precisión del equipo. Durante mucho tiempo, se han utilizado máquinas de soldadura láser importadas para estos materiales. Sin embargo, estas máquinas son costosas y utilizan principalmente láseres de gas CO₂, que vienen con desventajas significativas: estructuras complejas, altos costos de mantenimiento y operación costosa.

En la última década, los láseres de estado sólido, representados por los láseres de fibra y de disco, han reemplazado gradualmente a los láseres de gas CO₂ tradicionales en la producción industrial debido a su alta eficiencia de conversión fotoeléctrica, la entrega flexible del haz, la estabilidad y los menores costos de mantenimiento y producción. Los procesos de soldadura originales diseñados para láseres de gas CO₂ ya no pueden satisfacer los requisitos de producción de materiales metalúrgicos especiales avanzados, lo que crea una necesidad urgente de desarrollar nuevos procesos y equipos de soldadura.

Después de casi diez años de investigación y desarrollo independientes, el equipo de proyectos de MCC South ha superado una serie de desafíos técnicos en los procesos y equipos de soldadura. Han abordado la mala soldabilidad, los defectos de forma de las placas y las dificultades para lograr una calidad de soldadura estable de materiales metalúrgicos especiales. Este esfuerzo condujo al desarrollo exitoso de una máquina de soldadura híbrida de arco láser para líneas de producción de placas y tiras continuas de alta gama, utilizando láseres de estado sólido. Esta solución innovadora permite la soldadura de materiales difíciles, como acero al silicio altamente magnético y acero inoxidable martensítico, logrando aplicaciones de producción exitosas.

Innovaciones y logros clave:

1. Desarrollo de procesos y equipos de soldadura híbrida láser-arco: Esta innovadora tecnología está diseñada específicamente para materiales metalúrgicos especiales de alta gama en líneas de producción continuas. Garantiza una fiabilidad de soldadura excepcional, logrando una tasa de rotura de bandas inferior al 0.1 % y una tasa de re-soldadura inferior al 1.2 %.

2. Tecnología de cabezal de soldadura guiado: Por primera vez, se desarrolló la tecnología de posicionamiento y guía del cabezal de soldadura, mejorando el entorno de trabajo del cabezal de soldadura, mejorando la estabilidad del proceso y extendiendo la vida útil del cabezal de soldadura.

3. Tecnología de placa de prensa de resorte para teclas de piano: El proyecto introdujo un sistema pionero de placa de prensado con resorte en forma de tecla de piano, que distribuye uniformemente la fuerza a lo largo del ancho de la placa y la tira. En comparación con los métodos de sujeción tradicionales, esto elimina defectos de la placa, como deformaciones y socavaduras en los bordes, lo que mejora significativamente la calidad y la estabilidad de la costura de soldadura.

El proyecto ha conseguido Patentes 7, incluyendo 2 patentes de invencióny publicado 5 trabajos académicosEl comité de evaluación del Grupo Metalúrgico de China reconoció los resultados, afirmando que el proyecto ha logrado un “nivel avanzado internacionalmente.”

La máquina de soldadura híbrida de arco láser de estado sólido desarrollada por MCC South ofrece un rendimiento estable, una calidad de soldadura superior, bajos costos operativos y un mantenimiento sencillo. Su costo total de inversión es de solo aproximadamente un tercio la de las máquinas de soldadura láser importadas. Hasta la fecha, unidades 15 Se han implementado con éxito en empresas siderúrgicas líderes como Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO y Tsingshan Steel. Estas máquinas de soldadura se han utilizado para soldar materiales desafiantes, incluidos acero de alta resistencia, acero al silicio de alto magnetismo, acero inoxidable con alto contenido de cromo y placas de titanio. En particular, para el acero al silicio de alto magnetismo y el acero inoxidable martensítico, la participación de mercado nacional de las máquinas de soldadura láser de MCC South ha alcanzado 100%.

Este logro innovador marca un importante paso adelante en el avance de las capacidades de innovación independiente de China, reduciendo la dependencia de equipos importados y apoyando el desarrollo de materiales metalúrgicos especiales de alta gama en el mercado global.