고급 연속 판재 및 스트립 생산 라인을 위한 레이저-アー크 하이브리드 용접 기술의 개발 및 응용

프로젝트 개요: 배급 기 연속 판재 및 띠 생산 라인의 핵심 구성 요소 중 하나로, 광학, 기계공학, 전자공학, 유압 및 공압을 통합한 장비입니다. 그 용접 품질은 생산 라인이 연속적이고 안정적으로 운영될 수 있는지를 직접적으로 결정합니다.

국민 경제의 발전과 절연 및 배출 감소에 대한 요구가 증가함에 따라 고강도 강철, 고크롬 스테인레스, 고자기 실리콘 강철, 비철금속 등 선진 특수 연금속 재료에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 그러나 이러한 재료들은 용접 시 심한 용접 부위의 과냉각과 빈번한 파손 등의 문제를 야기하여 용접 공정 신뢰성과 장비 정밀도에 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 오랫동안 이러한 재료 용접에는 수입 레이저 용접기가 사용되어 왔지만, 이들 기기는 가격이 비싸고 주로 CO₂ 가스 레이저를 사용하는데, 복잡한 구조, 높은 유지보수 비용, 그리고 비싼 운영 비용이라는 큰 단점이 있습니다.

과거 10년간 광섬유 및 디스크 레이저로 대표되는 고체 레이저는 높은 광전변환 효율, 유연한 빔 전달 방식, 안정성, 낮은 유지 보수 및 생산 비용 등으로 인해 산업 생산에서 전통적인 CO₂ 가스 레이저를 점차 대체하고 있습니다. 기존의 CO₂ 가스 레이저 용접 공정은 더 이상 선진 특수 금속 재료의 생산 요구 사항을 충족시키지 못하여 새로운 용접 공정 및 장비 개발의 시급성이 제기되고 있습니다.

거의 10년에 걸친 독립적인 연구 개발 끝에 MCC South의 프로젝트 팀은 용접 공정 및 장비에서 일련의 기술적 난관을 극복했습니다. 그들은 특수 금속 재료의 낮은 용접성, 판형 결함, 안정적인 용접 품질 달성의 어려움 등을 해결했습니다. 이 노력 덕분에 고체 레이저를 사용하는 고급 연속 판재 및 띠 생산 라인용 레이저-アー크 하이브리드 용접기를 성공적으로 개발할 수 있었습니다. 이 혁신적인 솔루션은 고자기 실리콘 강판과 마르텐사이트 스테인레스와 같은 어려운 재료의 용접을 가능하게 하고, 성공적인 생산 응용을 이루었습니다.

핵심 혁신 및 성과:

1. 레이저-アー크 하이브리드 용접 공정 및 장비 개발: 이 혁신적인 기술은 연속 생산 라인에서 사용되는 고급 특수 금속 재료를 위해 특별히 설계되었습니다. 이 기술은 뛰어난 용접 신뢰성을 보장하며, 스트립 파손율을 0.1% 미만, 재용접 비율을 1.2% 미만으로 유지합니다.

2. 가이드된 용접 헤드 기술: 최초로 용접 헤드 가이드 및 위치 지정 기술이 개발되어 용접 헤드의 작업 환경을 개선하고 공정 안정성을 향상시키며 용접 헤드의 수명을 연장했습니다.

3. 피아노 키 스프링 프레스 플레이트 기술: 이 프로젝트는 플레이트와 스트립의 폭에 걸쳐 힘을 균일하게 분산시키는 혁신적인 피아노 키 스프링 프레스 플레이트 시스템을 도입했습니다. 전통적인 클램핑 방식과 비교하여 이 기술은 엣지 왜곡 및 언더컷과 같은 플레이트 결함을 제거하여 용접 품질과 안정성을 크게 향상시킵니다.

이 프로젝트는 7개의 특허 , 포함 2개의 발명 특허 를 취득했으며 5편의 학술 논문을 발표했습니다 . 중국 메탈러그룹의 평가 위원회는 이 결과를 인정하며, 해당 프로젝트가 ‘ ‘국제 선진 수준’에 도달했다고 평가했다.

MCC 사우스에서 개발한 고체 레이저-アー크 하이브리드 용접기는 안정적인 성능, 우수한 용접 품질, 낮은 운영 비용 및 간단한 유지 관리를 제공한다. 전체 투자 비용은 수입 레이저 용접기의 약 三分之一 에 불과하다. 현재까지 15대 가 바오강, 마안산 철강, 지스코, 타이스코, 청산 철강 등 주요 철강 기업에 성공적으로 도입되었다. 이러한 용접기는 고강도 강판, 고자기 실리콘 강판, 고크롬 스테인레스 강판 및 티타늄 판 등 어려운 재료 용접에 사용되고 있다. 특히 고자기 실리콘 강판과 마르텐사이트 스테인레스 강판 용접 분야에서 MCC 사우스의 레이저 용접기의 국내 시장 점유율은 100%로

이 획기적인 성과는 중국의 독립적 혁신 능력을 강화하고 수입 장비에 대한 의존을 줄이며 글로벌 시장에서 고급 특수 금속 소재의 발전을 지원하는 데 중요한 한 걸음입니다.