Sviluppo e applicazione della tecnologia di saldatura ibrida laser-arco per linee di produzione di piastre e nastri continui di fascia alta

Panoramica del progetto: Le saldatrice è uno dei componenti principali della linea di produzione continua di piastre e strisce, che integra ottica, meccanica, elettronica, idraulica e pneumatica. La qualità della sua saldatura determina direttamente se la linea di produzione può funzionare in modo continuo e stabile.

Con lo sviluppo dell'economia nazionale e le crescenti richieste di risparmio energetico e riduzione delle emissioni, c'è una crescente necessità di materiali metallurgici speciali avanzati come acciaio ad alta resistenza, acciaio inossidabile ad alto tenore di cromo, acciaio al silicio ad alto contenuto magnetico e metalli non ferrosi. Tuttavia, questi materiali presentano sfide significative nella saldatura, come grave fragilità del cordone di saldatura e frequente rottura delle strisce. Questi problemi hanno sollevato requisiti più elevati per l'affidabilità del processo di saldatura e la precisione delle apparecchiature. Per molto tempo, sono state utilizzate macchine per saldatura laser importate per questi materiali. Tuttavia, queste macchine sono costose e utilizzano principalmente laser a gas CO₂, che presentano notevoli svantaggi: strutture complesse, elevati costi di manutenzione e funzionamento costoso.

Nell'ultimo decennio, i laser a stato solido, rappresentati da laser a fibra e a disco, hanno gradualmente sostituito i tradizionali laser a gas CO₂ nella produzione industriale grazie alla loro elevata efficienza di conversione fotoelettrica, alla distribuzione flessibile del fascio, alla stabilità e ai minori costi di manutenzione e produzione. I processi di saldatura originali progettati per i laser a gas CO₂ non sono più in grado di soddisfare i requisiti di produzione per materiali metallurgici speciali avanzati, creando un'urgente necessità di sviluppare nuovi processi e attrezzature di saldatura.

Dopo quasi dieci anni di ricerca e sviluppo indipendenti, il team di progetto di MCC South ha superato una serie di sfide tecniche nei processi e nelle attrezzature di saldatura. Hanno affrontato la scarsa saldabilità, i difetti di forma delle piastre e le difficoltà nel raggiungere una qualità di saldatura stabile di materiali metallurgici speciali. Questo sforzo ha portato allo sviluppo di successo di una macchina per saldatura ibrida laser-arco per linee di produzione di piastre e strisce continue di fascia alta, utilizzando laser a stato solido. Questa soluzione innovativa consente la saldatura di materiali difficili come acciaio al silicio altamente magnetico e acciaio inossidabile martensitico, ottenendo applicazioni di produzione di successo.

Innovazioni e risultati chiave:

1. Sviluppo del processo e delle attrezzature di saldatura ibrida laser-arco: Questa tecnologia innovativa è specificamente progettata per materiali metallurgici speciali di fascia alta in linee di produzione continue. Garantisce un'affidabilità di saldatura eccezionale, ottenendo un tasso di rottura della striscia inferiore allo 0.1% e un tasso di risaldatura inferiore all'1.2%.

2. Tecnologia della testa di saldatura guidata: Per la prima volta è stata sviluppata una tecnologia di guida e posizionamento della testa di saldatura, che ha migliorato l'ambiente di lavoro della testa di saldatura, incrementando la stabilità del processo e prolungando la durata utile della testa di saldatura.

3. Tecnologia della piastra di pressatura a molla per tasti di pianoforte: Il progetto ha introdotto un sistema pionieristico di piastre presse a molla per tasti di pianoforte, che distribuisce uniformemente la forza su tutta la larghezza della piastra e della striscia. Rispetto ai metodi di serraggio tradizionali, questo elimina i difetti della piastra come deformazioni dei bordi e sottosquadri, migliorando significativamente la qualità e la stabilità della saldatura.

Il progetto ha ottenuto Brevetti 7, Compreso 2 brevetti di invenzione, e pubblicato 5 articoli accademiciIl comitato di valutazione del China Metallurgical Group ha riconosciuto i risultati, affermando che il progetto ha raggiunto un "livello avanzato a livello internazionale."

La saldatrice ibrida laser-arco allo stato solido sviluppata da MCC South offre prestazioni stabili, qualità di saldatura superiore, bassi costi operativi e manutenzione semplice. Il suo costo di investimento complessivo è di soli circa un terzo quello delle macchine per saldatura laser importate. Ad oggi, unità 15 sono state implementate con successo in importanti aziende siderurgiche come Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO e Tsingshan Steel. Queste saldatrici sono state utilizzate per saldare materiali difficili, tra cui acciaio ad alta resistenza, acciaio al silicio altamente magnetico, acciaio inossidabile ad alto tenore di cromo e piastre in titanio. In particolare, per l'acciaio al silicio altamente magnetico e l'acciaio inossidabile martensitico, la quota di mercato nazionale delle saldatrici laser di MCC South ha raggiunto 100%.

Questo risultato rivoluzionario segna un importante passo avanti nel potenziamento delle capacità di innovazione indipendente della Cina, riducendo la dipendenza dalle attrezzature importate e sostenendo lo sviluppo di materiali metallurgici speciali di alta qualità nel mercato globale.