Sviluppo e Applicazione della Tecnologia di Saldatura Hibrida Laser-Arc per Linee di Produzione Continua di Lamiera ad Alta Gamma

Panoramica del progetto: La macchine per saldatura è uno dei componenti principali della linea di produzione continua di lastre e bobine, integrando ottica, meccanica, elettronica, idraulica e pneumatica. La qualità del suo saldataggio determina direttamente se la linea di produzione può funzionare in modo continuo e stabile.

Con lo sviluppo dell'economia nazionale e l'aumento delle richieste per il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, cresce la necessità di materiali metallurgici speciali avanzati come acciaio ad alta resistenza, acciaio inossidabile ad alto contenuto di cromo, acciaio siliconato ad alta permeabilità magnetica e metalli non ferrosi. Tuttavia, questi materiali presentano sfide significative nella saldatura, come un forte fragilità del filo di saldatura e frequenti rotture della lamiera. Questi problemi hanno imposto requisiti più elevati per la affidabilità del processo di saldatura e la precisione degli equipaggiamenti. Per un lungo periodo, si sono utilizzate macchine per la saldatura laser importate per questi materiali. Tuttavia, queste macchine sono costose e utilizzano principalmente laser a gas CO₂, che presentano gravi svantaggi: strutture complesse, alti costi di manutenzione e operatività costosa.

Negli ultimi dieci anni, i laser a stato solido, rappresentati dai laser a fibra e a disco, hanno gradualmente sostituito i tradizionali laser a gas CO₂ nella produzione industriale grazie alla loro alta efficienza di conversione fotoelettrica, alla flessibilità del trasferimento del fascio, alla stabilità e ai costi di manutenzione e produzione più bassi. I processi di saldatura originariamente progettati per i laser a gas CO₂ non riescono più a soddisfare i requisiti di produzione per materiali metallurgici speciali avanzati, creando l'urgenza di sviluppare nuovi processi di saldatura ed equipaggiamenti.

Dopo quasi dieci anni di ricerca e sviluppo indipendenti, il team del progetto presso MCC South ha superato una serie di sfide tecniche nei processi e negli equipaggiamenti di saldatura. Hanno affrontato problemi legati alla scarsa saldabilità, ai difetti di forma delle lastre e alle difficoltà nel raggiungere una qualità di saldatura stabile per materiali metallurgici speciali. Questo sforzo ha portato al successo nello sviluppo di una macchina per saldatura ibrida laser-arco destinata a linee di produzione continue ad alto livello per lastre e bobine, utilizzando laser a stato solido. Questa soluzione innovativa consente la saldatura di materiali difficili come l'acciaio silicio magnetico ad alta permeabilità e l'acciaio inossidabile martensitico, raggiungendo applicazioni produttive di successo.

Innovazioni e risultati principali:

1. Sviluppo del processo e dell'attrezzatura di saldatura ibrida laser-arco: Questa tecnologia innovativa è specificamente progettata per materiali metallurgici speciali di alta gamma in linee di produzione continue. Garantisce un'eccezionale affidabilità del saldatura, raggiungendo un tasso di rottura della lamiera inferiore allo 0,1% e un tasso di risaldatura sotto il 1,2%.

2. Tecnologia di Testa di Saldatrice Guidata: Per la prima volta, è stata sviluppata una tecnologia di guida e posizionamento della testa di saldatura, migliorando l'ambiente di lavoro per la testa di saldatura, migliorando la stabilità del processo e prolungando la durata della testa di saldatura.

3. Tecnologia del Sistema a Tastiera di Piano con Molle: Il progetto ha introdotto un pionieristico sistema a tastiera di piano con molle, che distribuisce uniformemente la forza lungo la larghezza della lamiera e della striscia. Rispetto ai metodi tradizionali di serraggio, questo elimina i difetti della lamiera come la deformazione dei bordi e gli undercut, migliorando significativamente la qualità e la stabilità della cucitura.

Il progetto ha ottenuto 7 brevetti , compreso 2 brevetti di invenzione , e pubblicato 5 articoli scientifici . La commissione di valutazione del China Metallurgical Group ha riconosciuto i risultati, affermando che il progetto ha raggiunto un “livello avanzato a livello internazionale.”

La macchina per saldatura ibrida laser-arco sviluppata da MCC South offre prestazioni stabili, qualità di saldatura superiore, costi operativi bassi e manutenzione semplice. Il costo complessivo dell'investimento è solo circa un terzo di quello delle macchine da saldare laser importate. Fino ad oggi, 15 unità sono state implementate con successo in aziende siderurgiche leader come Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO e Tsingshan Steel. Queste macchine da saldatura sono state utilizzate per saldare materiali difficili, inclusi acciai ad alta resistenza, acciai siliconici magnetici, acciai inossidabili ad alto contenuto di cromo e lastre di titanio. In particolare, per l'acciaio siliconico magnetico e l'acciaio inossidabile martensitico, la quota di mercato nazionale delle macchine da saldatura laser di MCC South ha raggiunto - Il 100%.

Questo straordinario risultato segna un passo importante nel miglioramento delle capacità di innovazione indipendente della Cina, riducendo la dipendenza dagli equipaggiamenti importati e sostituendo lo sviluppo di materiali metallurgici speciali di alta gamma sul mercato globale.