Разработка и применение технологии гибридной лазерно-дуговой сварки для высокотехнологичных непрерывных линий производства листового проката

Обзор проекта: Этот сварочный аппарат является одним из ключевых компонентов непрерывной линии производства плоских и полосовых материалов, объединяя оптику, механику, электронику, гидравлику и пневматику. Качество её сварки напрямую определяет, сможет ли линия функционировать непрерывно и стабильно.

С развитием национальной экономики и растущими требованиями к энергосбережению и снижению выбросов возрастает потребность в передовых специальных металлургических материалах, таких как высокопрочная сталь, нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома, магнитная кремниевая сталь и цветные металлы. Однако эти материалы создают значительные проблемы при сварке, такие как серьезное уизация шва и частое разрушение полосы. Эти проблемы предъявляют более высокие требования к надежности процесса сварки и точности оборудования. Долгое время для этих материалов использовались импортные лазерные сварочные машины. Однако они дороги и主要用于 на CO₂ газовых лазерах, что имеет существенные недостатки: сложная конструкция, высокие затраты на обслуживание и дорогая эксплуатация.

За последние десять лет твердотельные лазеры, представленные волоконными и дисковыми лазерами, постепенно заменили традиционные газовые лазеры CO₂ в промышленном производстве благодаря высокой光电конверсионной эффективности, гибкой доставке луча, стабильности и более низким затратам на обслуживание и производство. Традиционные процессы сварки, разработанные для газовых лазеров CO₂, уже не могут удовлетворять требованиям производства передовых специальных металлургических материалов, что создает срочную необходимость в разработке новых процессов сварки и оборудования.

После почти десяти лет независимых исследований и разработок команда проекта на Юге MCC преодолела ряд технических трудностей в области технологических процессов и оборудования сварки. Были решены проблемы плохой свариваемости, дефектов формы листа и трудности достижения стабильного качества сварки специальных метрологических материалов. Это привело к успешной разработке машины для гибридной лазерно-дуговой сварки для высокотехнологичных непрерывных линий производства листового проката с использованием твердотельных лазеров. Эта инновационная технология позволяет сваривать сложные материалы, такие как высокомагнитная кремниевая сталь и мартенситная нержавеющая сталь, достигая успешных производственных применений.

Ключевые инновации и достижения:

1. Разработка процесса и оборудования гибридной лазерно-дуговой сварки: Эта инновационная технология специально разработана для высококачественных специальных метрологических материалов в непрерывных линиях производства. Она обеспечивает исключительную надежность сварки, достигая уровня обрыва полосы менее 0,1% и частоты повторной сварки ниже 1,2%.

2. Технология управляемой сварочной головки: Впервые была разработана технология управления и позиционирования сварочной головки, улучшающая условия работы сварочной головки, повышающая стабильность процесса и увеличивающая срок службы сварочной головки.

3. Технология пружинной опорной пластины типа "клавиш пианино": Проект внедрил новаторскую систему пружинной опорной пластины типа "клавиш пианино", которая равномерно распределяет усилие по ширине пластины и полосы. По сравнению с традиционными методами зажима это устраняет дефекты пластины, такие как краевое искривление и подрезание, значительно улучшая качество и стабильность сварного шва.

Проект получил 7 патентов , включая 2 патента на изобретение , и опубликовал 5 научных статей . Комитет по оценке Китайской металлургической группы признал эти результаты, подтвердив, что проект достиг «международного передового уровня».

Разработанная компанией MCC South машина для твердотельной лазерно-дуговой гибридной сварки обладает стабильной производительностью, превосходным качеством сварки, низкими эксплуатационными расходами и простым обслуживанием. Общий инвестиционный成本 составляет примерно одну треть от стоимости импортных лазерных машин для сварки. На данный момент 15 единиц успешно внедрены в ведущих сталелитейных предприятиях, таких как Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO и Tsingshan Steel. Эти машины для сварки использовались для соединения сложных материалов, включая высокопрочную сталь, магнитную кремнистую сталь, высокохромистую нержавеющую сталь и титановые пластины. В частности, для магнитной кремнистой стали и марценситной нержавеющей стали доля рынка лазерных машин для сварки компании MCC South на внутреннем рынке достигла на все 100%.

Это прорывное достижение отмечает важный шаг вперед в развитии способностей Китая к самостоятельной инновации, снижении зависимости от импортного оборудования и поддержке развития высокотехнологичных специальных металлургических материалов на глобальном рынке.