Разработка и применение технологии гибридной лазерно-дуговой сварки для высокотехнологичных линий непрерывного производства пластин и полос

Обзор проекта: " сварочный аппарат является одним из основных компонентов непрерывной линии производства пластин и полос, объединяя оптику, механику, электронику, гидравлику и пневматику. Качество сварки напрямую определяет, сможет ли производственная линия работать непрерывно и стабильно.

С развитием национальной экономики и ростом требований к энергосбережению и сокращению выбросов растет потребность в современных специальных металлургических материалах, таких как высокопрочная сталь, высокохромистая нержавеющая сталь, высокомагнитная кремниевая сталь и цветные металлы. Однако эти материалы представляют значительные проблемы при сварке, такие как сильное охрупчивание сварных швов и частый обрыв ленты. Эти проблемы повысили требования к надежности процесса сварки и точности оборудования. Долгое время для этих материалов использовались импортные лазерные сварочные аппараты. Однако эти аппараты дороги и в основном используют газовые лазеры CO₂, которые имеют существенные недостатки: сложные конструкции, высокие затраты на техническое обслуживание и дорогостоящая эксплуатация.

За последнее десятилетие твердотельные лазеры, представленные волоконными и дисковыми лазерами, постепенно вытеснили традиционные газовые лазеры CO₂ в промышленном производстве благодаря высокой эффективности фотоэлектрического преобразования, гибкой подаче луча, стабильности и более низким затратам на обслуживание и производство. Первоначальные сварочные процессы, разработанные для газовых лазеров CO₂, больше не могут соответствовать производственным требованиям для современных специальных металлургических материалов, что создает острую необходимость в разработке новых сварочных процессов и оборудования.

После почти десяти лет независимых исследований и разработок проектная группа MCC South преодолела ряд технических проблем в области сварочных процессов и оборудования. Они справились с плохой свариваемостью, дефектами формы пластин и трудностями в достижении стабильного качества сварки специальных металлургических материалов. Эти усилия привели к успешной разработке гибридной лазерно-дуговой сварочной машины для высококачественных линий непрерывного производства пластин и полос, использующих твердотельные лазеры. Это инновационное решение позволяет сваривать сложные материалы, такие как высокомагнитная кремниевая сталь и мартенситная нержавеющая сталь, достигая успешного применения в производстве.

Ключевые инновации и достижения:

1. Разработка процесса и оборудования для гибридной лазерно-дуговой сварки: Эта инновационная технология специально разработана для высококачественных специальных металлургических материалов на непрерывных производственных линиях. Она обеспечивает исключительную надежность сварки, достигая уровня обрыва полосы менее 0.1% и уровня повторной сварки менее 1.2%.

2. Технология управляемой сварочной головки: Впервые была разработана технология наведения и позиционирования сварочной головки, которая улучшила рабочую среду для сварочной головки, повысила стабильность процесса и продлила срок службы сварочной головки.

3. Технология пластинчатого пружинного прижима для клавиш фортепиано: В проекте была представлена ​​новаторская система пружинных пластин пресса типа «фортепианная клавиша», которая равномерно распределяет усилие по ширине пластины и полосы. По сравнению с традиционными методами зажима это устраняет дефекты пластины, такие как коробление кромок и подрезы, что значительно улучшает качество и стабильность сварного шва.

Проект получил Патенты 7в том числе 2 патентов на изобретенияи опубликовал 5 академических работОценочный комитет Китайской металлургической группы признал результаты, подтвердив, что проект достиг «международно-продвинутый уровень».

Разработанный MCC South гибридный сварочный аппарат с лазерной дугой твердого тела обеспечивает стабильную работу, превосходное качество сварки, низкие эксплуатационные расходы и простоту обслуживания. Его общая инвестиционная стоимость составляет всего около одна треть что импортные лазерные сварочные аппараты. На сегодняшний день 15 единиц были успешно внедрены на ведущих сталелитейных предприятиях, таких как Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO и Tsingshan Steel. Эти сварочные аппараты использовались для сварки сложных материалов, включая высокопрочную сталь, высокомагнитную кремниевую сталь, высокохромистую нержавеющую сталь и титановые пластины. В частности, для высокомагнитной кремниевой стали и мартенситной нержавеющей стали доля внутреннего рынка лазерных сварочных аппаратов MCC South достигла 100%.

Это новаторское достижение знаменует собой значительный шаг вперед в развитии независимых инновационных возможностей Китая, снижении зависимости от импортного оборудования и поддержке разработки высококачественных специальных металлургических материалов на мировом рынке.