하이엔드 연속판 및 스트립 생산라인을 위한 레이저-아크 하이브리드 용접기술의 개발 및 응용

프로젝트 개요 : 이 어플리케이션에는 XNUMXµm 및 XNUMXµm 파장에서 최대 XNUMXW의 평균 출력을 제공하는 용접 기계 연속판 및 스트립 생산 라인의 핵심 구성 요소 중 하나로 광학, 기계, 전자, 유압 및 공압을 통합합니다. 용접 품질은 생산 라인이 지속적이고 안정적으로 작동할 수 있는지 여부를 직접 결정합니다.

국가 경제의 발전과 에너지 절약 및 배출 감소에 대한 요구가 증가함에 따라 고강도 강철, 고크롬 스테인리스 강철, 고자성 실리콘 강철 및 비철 금속과 같은 첨단 특수 야금 재료에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 그러나 이러한 재료는 심각한 용접 이음부 취성 및 빈번한 스트립 파손과 같은 용접에 상당한 과제를 안겨줍니다. 이러한 문제로 인해 용접 공정 신뢰성 및 장비 정밀도에 대한 요구 사항이 높아졌습니다. 오랫동안 이러한 재료에는 수입 레이저 용접기가 사용되었습니다. 그러나 이러한 기계는 비용이 많이 들고 주로 CO₂ 가스 레이저를 사용하는데, 이는 복잡한 구조, 높은 유지 관리 비용 및 값비싼 운영과 같은 상당한 단점이 있습니다.

지난 10년 동안 파이버 및 디스크 레이저로 대표되는 솔리드 스테이트 레이저는 높은 광전 변환 효율, 유연한 빔 전달, 안정성 및 낮은 유지 관리 및 생산 비용으로 인해 산업 생산에서 전통적인 CO₂ 가스 레이저를 점차 대체했습니다. CO₂ 가스 레이저용으로 설계된 원래 용접 공정은 더 이상 고급 특수 야금 재료의 생산 요구 사항을 충족할 수 없으므로 새로운 용접 공정 및 장비를 개발해야 할 시급한 필요성이 생겼습니다.

MCC South의 프로젝트 팀은 거의 10년간의 독립적인 연구와 개발을 거쳐 용접 공정과 장비에서 일련의 기술적 과제를 극복했습니다. 그들은 특수 야금 재료의 용접성 저하, 판 모양 결함, 안정적인 용접 품질을 달성하는 데 어려움을 해결했습니다. 이러한 노력으로 고체 레이저를 활용한 고급 연속 판 및 스트립 생산 라인을 위한 레이저 아크 하이브리드 용접기가 성공적으로 개발되었습니다. 이 혁신적인 솔루션을 통해 고자성 실리콘 강 및 마르텐사이트 스테인리스 강과 같은 어려운 재료를 용접하여 성공적인 생산 응용 프로그램을 달성할 수 있습니다.

주요 혁신 및 성과:

1. 레이저-아크 하이브리드 용접 공정 및 장비 개발: 이 혁신적인 기술은 연속 생산 라인에서 고급 특수 야금 재료를 위해 특별히 설계되었습니다. 이 기술은 뛰어난 용접 신뢰성을 보장하여 스트립 파손율을 0.1% 미만, 재용접율을 1.2% 미만으로 달성합니다.

2. 가이드 용접 헤드 기술: 최초로 용접 헤드 유도 및 위치 지정 기술이 개발되어 용접 헤드의 작업 환경이 개선되고, 공정 안정성이 향상되고, 용접 헤드의 수명이 연장되었습니다.

3. 피아노 키 스프링 프레스 플레이트 기술: 이 프로젝트는 판과 스트립의 폭에 걸쳐 힘을 고르게 분산시키는 선구적인 피아노 키 스프링 프레스 판 시스템을 도입했습니다. 기존 클램핑 방법과 비교했을 때, 이는 가장자리 뒤틀림 및 언더컷과 같은 판 결함을 제거하여 용접 이음 품질과 안정성을 크게 개선합니다.

프로젝트가 확보되었습니다 7 특허를 포함한 2 개의 발명 특허, 그리고 출판됨 5 개의 학술 논문. 중국 야금 그룹의 평가 위원회는 결과를 인정하고 프로젝트가 “국제적으로 선진화된 수준.”

MCC South가 개발한 솔리드 스테이트 레이저-아크 하이브리드 용접기는 안정적인 성능, 우수한 용접 품질, 낮은 운영 비용 및 간단한 유지 관리를 제공합니다. 전체 투자 비용은 약 삼분의 일 수입 레이저 용접기의 그것입니다. 현재까지, 15 단위 Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO, Tsingshan Steel과 같은 선도적인 철강 기업에서 성공적으로 구현되었습니다. 이러한 용접기는 고강도 강철, 고자성 실리콘 강철, 고크롬 스테인리스 강철 및 티타늄 판을 포함한 까다로운 소재를 용접하는 데 사용되었습니다. 특히 고자성 실리콘 강철 및 마르텐사이트 스테인리스 강철의 경우 MCC South의 레이저 용접기의 국내 시장 점유율은 100 %

이 획기적인 성과는 중국의 독자적인 혁신 역량을 향상시키고, 수입 장비에 대한 의존도를 낮추고, 글로벌 시장에서 고급 특수 금속 재료의 개발을 지원하는 데 있어 중요한 진전을 나타냅니다.