高性能連続板・ストリップ生産ライン向けレーザーアークハイブリッド溶接技術の開発と応用

プロジェクト概要： この 溶接機 連続板材生産ラインの中核部品の一つで、光学、機械、電子、油圧、空気圧を統合しています。その溶接品質は、生産ラインが連続的に安定して稼働できるかどうかを直接左右します。

国民経済の発展と省エネおよび排出削減の需要の高まりに伴い、高強度鋼、高クロムステンレス鋼、高磁性シリコン鋼、非鉄金属などの高度な特殊冶金材料に対するニーズが高まっています。しかし、これらの材料は、深刻な溶接継ぎ目の脆化や頻繁なストリップ破損など、溶接において大きな課題があります。これらの問題により、溶接プロセスの信頼性と機器の精度に対する要求が高まっています。長い間、これらの材料には輸入レーザー溶接機が使用されてきました。しかし、これらの機械は高価であり、主にCO₂ガスレーザーを使用しており、構造が複雑、メンテナンスコストが高い、運用コストが高いなどの大きな欠点があります。

過去10年間、ファイバーレーザーやディスクレーザーに代表される固体レーザーは、その高い光電変換効率、柔軟なビーム伝送、安定性、およびメンテナンスと生産コストの低さにより、工業生産において従来のCO₂ガスレーザーに徐々に取って代わってきました。CO₂ガスレーザー用に設計された元の溶接プロセスは、高度な特殊冶金材料の生産要件を満たすことができなくなり、新しい溶接プロセスと装置の開発が緊急に必要になっています。

MCC Southのプロジェクトチームは、ほぼ10年にわたる独自の研究開発を経て、溶接プロセスと装置における一連の技術的課題を克服しました。彼らは、溶接性の悪さ、板の形状欠陥、特殊な冶金材料の安定した溶接品質の実現の難しさに取り組んできました。この取り組みにより、固体レーザーを使用したハイエンドの連続板およびストリップ生産ライン用のレーザーアークハイブリッド溶接機の開発に成功しました。この革新的なソリューションにより、高磁性シリコン鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼などの難しい材料の溶接が可能になり、生産アプリケーションで成功を収めています。

主な革新と成果:

1. レーザーアークハイブリッド溶接プロセスと装置の開発： この革新的な技術は、連続生産ラインにおける高級特殊冶金材料向けに特別に設計されており、優れた溶接信頼性を保証し、ストリップ破損率は 0.1% 未満、再溶接率は 1.2% 未満を達成します。

2. ガイド溶接ヘッド技術: 初めて溶接ヘッドの誘導と位置決め技術が開発され、溶接ヘッドの作業環境が改善され、プロセスの安定性が向上し、溶接ヘッドの耐用年数が延長されました。

3. ピアノキースプリングプレスプレートテクノロジー: このプロジェクトでは、プレートとストリップの幅全体に力を均等に分散する、先駆的なピアノキースプリングプレスプレートシステムを導入しました。従来のクランプ方法と比較して、エッジの反りやアンダーカットなどのプレートの欠陥がなくなり、溶接シームの品質と安定性が大幅に向上しました。

このプロジェクトは 7の特許含みます 2つの発明特許、そして出版されました 5件の学術論文中国冶金グループの評価委員会は、このプロジェクトが目標を達成したと評価し、 「国際的に先進的なレベル」

MCCサウスが開発した固体レーザーアークハイブリッド溶接機は、安定した性能、優れた溶接品質、低い運用コスト、簡単なメンテナンスを提供します。総投資コストは約 3分の1 輸入レーザー溶接機のそれです。現在までに 15ユニット 宝鋼、馬鞍山鋼鉄、JISCO、TISCO、青山鋼鉄などの大手鉄鋼企業に導入され、高強度鋼、高磁性シリコン鋼、高クロムステンレス鋼、チタン板などの難加工材の溶接に使用されています。特に、高磁性シリコン鋼とマルテンサイト系ステンレス鋼の場合、MCCサウスのレーザー溶接機の国内市場シェアは2015年までに100万トンに達しました。 100％

この画期的な成果は、中国の自主的なイノベーション能力の向上、輸入設備への依存度の低減、世界市場におけるハイエンドの特殊冶金材料の開発支援において大きな前進となるものである。