Šiuo metu suvirinimas tapo nauja integruota technologija. Suvirinimo technologijai įgaunant vis didesnį vaidmenį šalies ekonomikoje, pažangus suvirinimo laipsnissuvirinimo technologijatapo reikšmingu nacionalinės pramonės pažangos simboliu, todėl energingai kuria pilnus suvirinimo įrangos rinkinius, dirbtinio intelekto technologijas, informacijos apdorojimo technologijas, skaitmenines suvirinimo galios valdymo technologijas, intelektualias suvirinimo kokybės kontrolės technologijas, suvirinimo gamybos procesą.robotinio suvirinimo technologija, plėtra, atitinkanti šiuolaikinius gamybos poreikius atitinkančias suvirinimo medžiagas, neabejotinai atliks svarbų vaidmenį kuriant inovatyvią ir energiją taupančią šalį.
Pirma, dabartinė vidaus ir užsienio suvirinimo technologijų plėtros tendencija
Suvirinimas yra svarbi pagrindinė technologija, o jos plėtra priklauso nuo šiuolaikinio mokslo ir technologijų plėtros. Suvirinimo technologija turi tik šimtą metų istoriją, tačiau jos plėtra yra labai sparti. Nuo XX amžiaus, ypač per pastaruosius du ar tris dešimtmečius, dėl precedento neturinčio mokslo ir technologijų vystymosi atsirado daugybė naujų suvirinimo technologijų, o suvirinime plačiai naudojami nauji šiuolaikinio mokslo ir technologijų pasiekimai, tokie kaip plazmos fizika, elektronų pluoštas, infraraudonieji spinduliai, vakuumas, ultragarsas, akustika, mikroelektronika ir kt. Naujų technologijų taikymas padėjo pamatus suvirinimo technologijų plėtrai, padidino suvirinimo technologijų galimybes ir išplėtė suvirinimo technologijų taikymo sritį. Šiuo metu sukurta dešimtys suvirinimo metodų, turinčių skirtingas charakteristikas. Suvirinimo technologija plačiai naudojama energetikos, transporto, chemijos pramonės, mašinų, specialios įrangos, elektronikos, aviacijos ir kosmoso, naftos ir daugelyje kitų sričių. Galima teigti, kad nauji šiuolaikinio mokslo ir technologijų pasiekimai vis labiau įsiskverbė į suvirinimo sritį ir skatino spartų šiuolaikinių suvirinimo technologijų vystymąsi.
(A) vystymasissuvirinimo įrangair suvirinimo metodai
Pastaraisiais dešimtmečiais, sparčiai vystantis mokslui ir technologijoms, labai patobulėjo suvirinimo įranga ir suvirinimo metodai. Šiuo metu išskirtinės užsienio suvirinimo įrangos savybės yra didelis tikslumas, aukšta kokybė, didelis patikimumas, skaitmeninis, išmanus valdymas, didelio masto, integruotas ir daugiafunkcis veikimas. Tiek gamybos sudėties, tiek technologijų plėtros požiūriu, vidaus pramonė vystosi efektyvaus, automatizuoto, išmanaus, energiją taupančio ir aplinkai nekenksmingo suvirinimo kryptimi. Kinijos lankinio suvirinimo įranga palaipsniui artėja prie vidaus rinkos lygio, koreguoja gaminių struktūrą, gerina gaminių kokybę, turėtų būti aktyviai plėtojami inverterinio suvirinimo maitinimo šaltiniai ir automatiniai, pusiau automatiniai suvirinimo aparatai, ypač didelio efektyvumo ir energiją taupantys anglies dioksido suvirinimo aparatai; vidutinės ir didelės galios varžinio suvirinimo technologija bus pagrindinė tyrimų turinio ir plėtros kryptis; elektromagnetinio suderinamumo technologija bus populiarinama suvirinimo įrangoje.suvirinimo įrangos pramonėSkubiai reikia mažo energijos suvartojimo, ekologiškų gaminių; Automatinio suvirinimo technologijos ir įranga vystosi precedento neturinčiu greičiu, Trijų tarpeklių projektas, vakarų-rytų dujų perdavimo projektas, aviacijos ir kosmoso inžinerija, jūrų inžinerija ir kita didelio masto nacionalinė bazinė inžinerija bei vidaus automobilių pramonės augimas veiksmingai paskatino pažangių suvirinimo technologijų, ypač suvirinimo automatizavimo technologijų, plėtrą ir pažangą; Suvirinimo robotai ir išmanusis suvirinimas taip pat bus tinkamai plėtojami konkrečiose srityse ir plačiai naudojami; Didėja specialios suvirinimo įrangos komplektų paklausa, platesnis pritaikymo spektras, vis aukštesni techniniai reikalavimai, įranga, atitinkanti efektyvų naują procesą, bus brandesnė ir populiaresnė, vidaus įrangos gamybos įmonės turi daryti naujus proveržius specialios, pilnos suvirinimo įrangos komplektų srityje.
(2) Suvirinimo medžiagų kūrimas
Tobulėjant mokslui ir technologijoms bei nuolat diegiant pramonines medžiagas, atsiranda naujų medžiagų, kurios iškėlė naujų iššūkių ir reikalavimų suvirinimo technologijoms. Pavyzdžiui, didelio stiprumo plieno, aliuminio lydinių, nikelio lydinių ir kitų medžiagų naudojimas plačiai paskatino suvirinimo technologijų plėtrą. Tradiciniai suvirinimo metodai gali turėti tam tikrų problemų dirbant su šiomis naujomis medžiagomis, pavyzdžiui, suvirinimo deformacijos, įtrūkimai ir pan. Todėl naujų suvirinimo procesų ir technologijų, skirtų suvirintų jungčių kokybei ir patikimumui gerinti, kūrimas tapo svarbia dabartinės suvirinimo technologijų plėtros kryptimi. Šiuo metu Kinija pirmauja pasaulyje suvirinimo medžiagų gamyboje, tačiau suvirinimo medžiagų struktūroje ir išsivysčiusiose pramonės šalyse atotrūkis yra labai akivaizdus. Siekdamos prisitaikyti prie suvirinimo gamybos tendencijų, siekiant didelio efektyvumo, aukštos kokybės, mažų sąnaudų ir automatizavimo, išsivysčiusios šalys, tokios kaip Jungtinės Valstijos ir Japonija, nuolat koreguoja suvirinimo medžiagų gaminių struktūrą. Devintojo dešimtmečio viduryje išsivysčiusiose užsienio šalyse suvartota apie 50 % suvirinimo medžiagų, o XXI amžiaus pradžioje Europoje, Šiaurės Amerikoje ir Japonijoje suvirinimo medžiagų suvartojimo dalis buvo mažesnė nei 20 %, t. y. šiuo metu išsivysčiusiose šalyse automatizuotas ir pusiau automatinis suvirinimas sudarė daugiau nei 80 % viso suvirinimo darbo krūvio. Tobulėjant suvirinimo medžiagoms išsivysčiusiose šalyse ir regionuose, tokiuose kaip Jungtinės Valstijos, Japonija ir Vakarų Europa, rankinio lankinio suvirinimo strypų mažinimas ir nuolatinis automatinio suvirinimo medžiagų skaičiaus didėjimas yra neišvengiama vystymosi tendencija. Mūsų šalyje būtina skubiai kurti ir gaminti savisaugos ir paviršiaus apdorojimo vielą su vaistiniu užpildu. Kalbant apie vietinių ir užsienio gamintojų pristatomą vielą be vario, ji turėtų būti vadinama specialia dengta viela, nes dėl skirtingų dangos komponentų ir paviršiaus apdorojimo metodų skirtingi gamintojai naudoja skirtingas vielos eksploatacines savybes. Puikus dengimo ir paviršiaus apdorojimo procesas ne tik atlieka rūdžių prevencijos ir tepimo vaidmenį, bet ir nesukelia vario dulkių suvirinimo metu, gali pagerinti suvirinimo vielos lanko stabilumą ir sumažinti suvirinimo taškymąsi. Šiuo metu vietiniai ir užsienio gamintojai vis dar tobulina šios vielos dengimo ir paviršiaus apdorojimo procesą, tikimasi, kad ši viela ir skaitmeninis inverterinis suvirinimo aparatas tiksliai valdys lanko perėjimą, gali pasiekti didelį efektyvumą, mažą taškymąsi, didelę CO2 srovę ir pasiekti fliusinės vielos suvirinimo proceso efektą, o tai yra būsima plėtros kryptis.
(3) Nauji suvirinimo metodai, suvirinimo įranga ir suvirinimo medžiagos ateityje
Viena vertus, turėtume kurti naujus suvirinimo metodus, įrangą ir medžiagas, kad dar labiau pagerintume suvirinimo kokybę ir saugą, patikimumą, pavyzdžiui, tobulintume esamą lanko, plazmos lanko, elektronų pluošto, lazerio ir kitą suvirinimo energiją, naudotume elektronines technologijas ir valdymo technologijas lanko proceso našumui gerinti, ir sukurtume patikimą bei lengvą lanko sekimo metodą; kita vertus, būtina pagerinti suvirinimo mechanizacijos ir automatizavimo lygį, pavyzdžiui, suvirinimo aparatams pasiekti programos valdymą, skaitmeninį valdymą, specialių suvirinimo aparatų kūrimą nuo paruošimo proceso, suvirinimo iki viso proceso automatizavimo kokybės kontrolės, automatinėje suvirinimo gamybos linijoje, CNC suvirinimo robotų ir suvirinimo robotų populiarinimą ir plėtrą, kad pagerintume suvirinimo gamybos lygį, pagerintume suvirinimo saugos ir sveikatos sąlygas. XXI amžiuje, siekdami didžiojo mokslo ir technologijų plėtros tikslo mūsų šalyje, susiduriame su didžiuliu atotrūkiu tarp mūsų suvirinimo technologijų ir užsienio šalių, kurios kelia aukštesnius reikalavimus suvirinimo darbuotojams, todėl turime pasitelkti šiuolaikinį mokslą ir technologijas bei siekti skatinti suvirinimo technologijų pažangą ir plėtrą.
II. Suvirinimo technologijų ateities perspektyvos
2025 m. suvirinimo technologija buvo visiškai integruota į pramonės 4.0 ekologiją, parodant tris pagrindinius bruožus„išmanioji pavara, tiksli integracija, ekologiška ir tvari“.
intelektualus įsiskverbimasPasaulinės pramoninių suvirinimo robotų rinkos skverbties rodiklis pasiekė 67 %, o dirbtinio intelekto suvirinimo sistemos kaina sumažėjo 40 %.
Medžiagų inovacijosHeterogeniniai suvirinimo procesai apima 90 % lengvųjų konstrukcijų gamybos scenarijų.
Anglies dioksido neutralumo tikslasVandenilio suvirinimo aparatų skverbties rodiklis viršija 30 %, o suvirinimo anglies dioksido išmetimo intensyvumas, palyginti su 2020 m., sumažės 55 %.
(A) Būsimos suvirinimo technologijos pagrindinės proveržio kryptis
Gamybai vystantis į aukščiausios klasės ir intelektualią kryptį, suvirinimo technologija pradeda šią pagrindinę proveržio kryptį
1. Pažangi suvirinimo sistema
AI adaptyvus suvirinimas: Dirbtinio intelekto valdoma suvirinimo sistemaSuvirinimo siūlių identifikavimas ir parametrų optimizavimas, pagrįstas giliuoju mokymusi, siekiant užtikrinti kokybės stebėjimą realiuoju laiku ir įspėjimus apie defektus.
· Adaptyvus suvirinimo robotas gali dinamiškai reguliuoti kelią ir energijos sąnaudas, kad susidorotų su sudėtingomis darbo sąlygomis (pvz., erdvėlaivio paviršiaus suvirinimas). Suvirinimo robotas, aprūpintas neuroniniu tinklu, gali realiuoju laiku analizuoti medžiagos terminę deformaciją ir dinamiškai reguliuoti suvirinimo parametrus (pvz., erdvėlaivio titano lydinio kabinos suvirinimas). Defektų aptikimo rodiklis padidėja iki 99,5 %, o suvirinimo efektyvumas padidėja 50 %.
Skaitmeninių dvynių gamyklaVirtualios simuliacijos technologija 70 % sutrumpina suvirinimo proceso kūrimo ciklą (atvejis: „Tesla 4680“ akumuliatorių bloko suvirinimo proceso optimizavimas). Virtuali simuliacija naudojama suvirinimo deformacijai numatyti ir bandymų bei klaidų metodo kainai sumažinti. Palaiko 5G nuotolinį didelės rizikos aplinkoje vykdomų operacijų (pvz., atominės elektrinės priežiūros) valdymą.
2. Didelio tikslumo energijos technologijos
Itin greitas lazerinis suvirinimasFemtosekundinis lazerinis suvirinimas pasiekia mikronų lygio tikslumą lustų pakavimui ir mikro medicinos prietaisams, tokiems kaip širdies stimuliatoriaus laidų suvirinimas.
Lazerinio lanko kompozitų suvirinimas: didelio lazerio tikslumo ir didelio lanko įsiskverbimo derinys, naudojamas naujų energijos šaltinių turinčioms transporto priemonių akumuliatorių pakuotėms.
·Elektronų pluošto vakuuminis suvirinimas: skirtas titano lydinių ir kitų sudėtingų suvirinimo medžiagų, naudojamų medicinos prietaisų gamyboje, nulinės taršos jungčiai pasiekti.
Šaltojo metalo perėjimo (CMT) atnaujinimasŠilumos tiekimas sumažintas iki 20 %, palyginti su tradiciniu MIG suvirinimu, todėl tinka aliuminio ir ličio lydinių kėbulų suvirinimui (BMW i7 linija).
3. Kosmoso ir giliavandenių vandenų suvirinimas
Mėnulio bazių gamyba vietojeNASA naudoja vakuuminio elektronų pluošto suvirinimo technologiją, kad suvirintų metalines konstrukcijas tiesiogiai ilmenitu Mėnulio dirvožemyje.
Giliavandenių vamzdynų remontasPovandeninio suvirinimo roboto slėgio gylis viršijo 6000 metrų (CNOOC Pietų Kinijos jūros naftos ir dujų telkinių projektas).
4. medžiagų suderinamumo proveržis
Skirtingų medžiagų jungtis
· Kurti aliuminio/plieno, keramikos/metalo ir kitas hibridines jungčių technologijas, siekiant skatinti lengvųjų konstrukcijų projektavimą (pvz., mažinti orlaivių svorį).
· kompozitinis suvirinimas
· Anglies pluoštu armuoto plastiko (CFRP) ultragarsinis suvirinimas, siekiant išspręsti nepakankamo tradicinio suvirinimo proceso stiprumo problemą.
5. Tvarus atnaujinimasvandenilio suvirinimo aparatas: pakeiskite tradicinį acetileno pjovimą, pasiekite nulinę anglies dioksido emisiją. Suvirinimo dūmų valymo sistemaNanofiltro šerdis + dirbtinio intelekto rizikos kontrolė, sulaikanti 99,9 % kenksmingų dalelių.
(3) Ateities suvirinimo technologijų pagrindiniai duomenys ir rinkos prognozė
Lankinio suvirinimo įranga, įskaitant suvirinimo aparatus, maitinimo šaltinius ir kitus priedus, sudaro apie pusę visos suvirinimo įrangos ir tikimasi, kad ji augs 6 % per metus. Varžinio suvirinimo įranga, įskaitant suvirinimo aparatus, transformatorius, valdiklius ir komponentus, taip pat augs sparčiai. Tikimasi, kad dujinio suvirinimo ir dujinio pjovimo augimo tempas bus mažesnis. Kita suvirinimo įranga, pavyzdžiui, smeigių suvirinimas, lazerinis suvirinimas, trinties suvirinimas, elektronų pluošto suvirinimas ir ultragarsinis suvirinimas, augs sparčiau. Robotinio suvirinimo įranga augs labai sparčiai, o jos importo tempas dar labiau padidės, nes dauguma suvirinimo medžiagų gaminama ne Jungtinėse Amerikos Valstijose. Kadangi Jungtinės Amerikos Valstijos yra didžiausia pasaulyje suvirinimo ir pjovimo įrangos gamintoja, suvirinimo ir pjovimo įrangos eksportas ir toliau stiprės. Yra dvi suvirinimo užpildų metalų kategorijos: suvirinimo strypai ir vielos. Elektrodų kiekis kasmet mažės, o vielos, įskaitant vientisą vielą ir fliusinę vielą, kiekis kasmet didės. Tai negrįžtama vystymosi tendencija.
Rinkos dydisPasaulinė suvirinimo technologijų rinka yra218 milijardų JAV dolerių(2025 m.), o metinis augimo tempas – 9,3 %.
Technologijų proporcija:
· Lazerinis suvirinimas: 32%
· Pažangi suvirinimo sistema: 28%
· Žalioji suvirinimo technologija: 25 %
· Regioninis augimasAzijos ir Ramiojo vandenyno regionas sudarė 45 % padidėjimo, o Kinija dominavo naujos energijos ir puslaidininkių suvirinimo įrangos tiekimo grandinėje.
· (4) Būsimos suvirinimo technologijos iššūkiai ir perspektyvos
Iššūkis:
Suvirinimo patikimumas ekstremaliomis sąlygomis (pvz., itin aukštos temperatūros branduolių sintezės reaktoriuose).
· nanoskalės suvirinimo proceso standartizavimas (lustų 3D krovimas).
· Vizija 2030 metams:
· Kvantinio suvirinimo technologija: kvantinio susietumo principo panaudojimas atominio lygio medžiagų sujungimui pasiekti.
· Biologinis suvirinimas: biologiškai skaidžių žemos temperatūros lydmetalių, pagrįstų biologiniais fermentais, tyrimai ir kūrimas.
· (2) Būsimos suvirinimo technologijų pramonės taikymo sritys
· Naujos energijos transporto priemonės
· Aviacija ir kosmosas
· Medicinos įranga
· Architektūra
· III. Būsimos suvirinimo technologijos santrauka
· Trumpai tariant, suvirinimo technologijos plėtros tendencijos ir perspektyvos yra įdomios. Nuolat tobulėjant medžiagoms, įrangai ir automatizavimo technologijoms, suvirinimo technologijos palaipsniui pasieks efektyvią, aukštos kokybės ir išmaniąją plėtrą. Tai suteiks daugiau galimybių ir iššūkių gamybos pramonės plėtrai. Tačiau taip pat turime atlikti išsamius tyrimus ir tyrinėjimus, nuolat skatinti suvirinimo technologijų inovacijas ir pažangą, kad patenkintume kintančius rinkos poreikius. Tik nuolat siekdami inovacijų ir plėtros, suvirinimo technologijos gali atlikti svarbesnį vaidmenį ateities pramonės srityje. Suvirinimo technologija peržengė tradicinės gamybos ribas ir tapo tarpdisciplininių inovacijų centru. Per ateinantį dešimtmetį jos kryžminė integracija su dirbtiniu intelektu, kvantiniais skaičiavimais ir bioinžinerija pakeis pasaulinės aukščiausios klasės gamybos konkurencinę aplinką.
Įrašo laikas: 2025 m. kovo 14 d.
