การพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเชื่อมไฮบริดเลเซอร์อาร์กสำหรับสายการผลิตแผ่นและแถบต่อเนื่องระดับไฮเอนด์

ภาพรวมโครงการ: เทศกาล เครื่องเชื่อม เป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของสายการผลิตแผ่นและแถบต่อเนื่อง ซึ่งรวมเอาออปติก กลไก อิเล็กทรอนิกส์ ระบบไฮดรอลิกส์ และระบบนิวแมติกส์ คุณภาพการเชื่อมของมันจะกำหนดโดยตรงว่าสายการผลิตจะทำงานได้อย่างต่อเนื่องและเสถียรหรือไม่

ด้วยการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศและความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นสำหรับการอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยมลพิษ จึงมีความต้องการวัสดุโลหะพิเศษขั้นสูง เช่น เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมสูง เหล็กซิลิคอนที่มีแม่เหล็กสูง และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้ก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญในการเชื่อม เช่น รอยเชื่อมเปราะบางอย่างรุนแรงและแผ่นโลหะแตกบ่อยครั้ง ปัญหาเหล่านี้ทำให้มีความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับความน่าเชื่อถือของกระบวนการเชื่อมและความแม่นยำของอุปกรณ์ เป็นเวลานานแล้วที่ใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์นำเข้าสำหรับวัสดุเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรเหล่านี้มีราคาแพงและใช้เลเซอร์ก๊าซ CO2 เป็นหลัก ซึ่งมีข้อเสียที่สำคัญ ได้แก่ โครงสร้างที่ซับซ้อน ต้นทุนการบำรุงรักษาที่สูง และการดำเนินการที่มีราคาแพง

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เลเซอร์โซลิดสเตต ซึ่งแสดงโดยเลเซอร์ไฟเบอร์และดิสก์ ได้เข้ามาแทนที่เลเซอร์ก๊าซ CO2 แบบดั้งเดิมในการผลิตทางอุตสาหกรรมอย่างค่อยเป็นค่อยไป เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการแปลงไฟฟ้าจากแสงสูง การส่งลำแสงที่ยืดหยุ่น ความเสถียร และต้นทุนการบำรุงรักษาและการผลิตที่ต่ำกว่า กระบวนการเชื่อมแบบเดิมที่ออกแบบมาสำหรับเลเซอร์ก๊าซ CO2 ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตวัสดุโลหะพิเศษขั้นสูงได้อีกต่อไป จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนากระบวนการเชื่อมและอุปกรณ์ใหม่ๆ

หลังจากทำการวิจัยและพัฒนาด้วยตนเองมานานเกือบสิบปี ทีมงานโครงการของ MCC South ได้เอาชนะความท้าทายทางเทคนิคต่างๆ ในกระบวนการเชื่อมและอุปกรณ์ต่างๆ ได้ พวกเขาได้แก้ปัญหาการเชื่อมที่ไม่ดี ข้อบกพร่องของรูปร่างแผ่น และความยากลำบากในการบรรลุคุณภาพการเชื่อมที่เสถียรของวัสดุโลหะพิเศษ ความพยายามดังกล่าวทำให้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องเชื่อมไฮบริดเลเซอร์อาร์กสำหรับสายการผลิตแผ่นและแถบต่อเนื่องระดับไฮเอนด์โดยใช้เลเซอร์โซลิดสเตต โซลูชันที่สร้างสรรค์นี้ช่วยให้สามารถเชื่อมวัสดุที่เชื่อมยาก เช่น เหล็กซิลิกอนที่มีแม่เหล็กสูงและสแตนเลสมาร์เทนซิติก ทำให้สามารถนำไปใช้ในการผลิตได้อย่างประสบความสำเร็จ

นวัตกรรมและความสำเร็จที่สำคัญ:

1. การพัฒนาอุปกรณ์และกระบวนการเชื่อมไฮบริดเลเซอร์อาร์ค: เทคโนโลยีนวัตกรรมนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวัสดุโลหะพิเศษระดับไฮเอนด์ในสายการผลิตแบบต่อเนื่อง ช่วยให้การเชื่อมมีความน่าเชื่อถือเป็นพิเศษ โดยทำให้มีอัตราการแตกหักของแผ่นน้อยกว่า 0.1% และอัตราการเชื่อมซ้ำต่ำกว่า 1.2%

2. เทคโนโลยีหัวเชื่อมแบบนำทาง: เทคโนโลยีการนำทางและการวางตำแหน่งของหัวเชื่อมได้รับการพัฒนาเป็นครั้งแรก ซึ่งช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมการทำงานสำหรับหัวเชื่อม เพิ่มความเสถียรของกระบวนการ และยืดอายุการใช้งานของหัวเชื่อม

3. เทคโนโลยีแผ่นกดสปริงเปียโนคีย์: โครงการนี้เปิดตัวระบบแผ่นกดสปริงแบบเปียโนคีย์อันล้ำสมัย ซึ่งกระจายแรงอย่างสม่ำเสมอตามความกว้างของแผ่นและแถบ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการจับยึดแบบดั้งเดิม ระบบนี้จะช่วยขจัดข้อบกพร่องของแผ่น เช่น การโก่งงอของขอบและรอยตัด ทำให้คุณภาพและความเสถียรของรอยเชื่อมดีขึ้นอย่างมาก

โครงการได้มีความมั่นคง สิทธิบัตร 7รวมทั้ง สิทธิบัตรการประดิษฐ์ 2 รายการและเผยแพร่ เอกสารวิชาการ 5 ฉบับคณะกรรมการประเมินผลของกลุ่มโลหะวิทยาแห่งประเทศจีนยอมรับผลลัพธ์ โดยยืนยันว่าโครงการนี้ประสบความสำเร็จ “ระดับสูงระดับนานาชาติ”

เครื่องเชื่อมไฮบริดเลเซอร์อาร์กโซลิดสเตตที่พัฒนาโดย MCC South มีประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียร คุณภาพการเชื่อมที่เหนือกว่า ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ และการบำรุงรักษาที่ง่ายดาย ต้นทุนการลงทุนโดยรวมอยู่ที่ประมาณ หนึ่งส่วนสาม ของเครื่องเชื่อมเลเซอร์นำเข้า จนถึงปัจจุบัน หน่วย 15 ได้ถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในบริษัทเหล็กชั้นนำ เช่น Baosteel, Maanshan Iron & Steel, JISCO, TISCO และ Tsingshan Steel เครื่องเชื่อมเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในการเชื่อมวัสดุที่ท้าทาย เช่น เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง เหล็กกล้าซิลิกอนที่มีแม่เหล็กสูง เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีโครเมียมสูง และแผ่นไททาเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเหล็กกล้าซิลิกอนที่มีแม่เหล็กสูงและเหล็กกล้าไร้สนิมแบบมาร์เทนซิติก ส่วนแบ่งการตลาดในประเทศของเครื่องเชื่อมเลเซอร์ของ MCC South ได้เพิ่มขึ้นถึง 100%

ความสำเร็จอันเป็นบุกเบิกครั้งนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาศักยภาพนวัตกรรมอิสระของจีน ลดการพึ่งพาอุปกรณ์นำเข้า และสนับสนุนการพัฒนาของวัสดุโลหะพิเศษระดับไฮเอนด์ในตลาดโลก