Тренутно је заваривање постало нова интегрисана технологија. Са све значајнијом улогом технологије заваривања у националној економији, напредни степентехнологија заваривањапостао је значајан симбол напредног степена националне индустрије, стога енергично развија комплетне сетове опреме за заваривање, технологију вештачке интелигенције, технологију обраде информација, дигиталну технологију контроле снаге заваривања, интелигентну технологију контроле квалитета заваривања, производни процес заваривањатехнологија роботског заваривања, развој како би се задовољиле модерне потребе материјала за заваривање који задовољавају потребе производње свакако ће играти важну улогу у изградњи иновативне и енергетски штедљиве земље.
Прво, тренутни тренд развоја домаће и стране технологије заваривања
Заваривање је важна основна технологија, а њен развој се ослања на развој модерне науке и технологије. Технологија заваривања има само сто година историје, али се развија веома брзо. Од 20. века, посебно у последње две или три деценије, са невиђеним развојем науке и технологије, појавио се низ нових технологија заваривања у бескрају, а нова достигнућа у модерној науци и технологији, као што су физика плазме, електронски сноп, инфрацрвени зраци, вакуум, ултразвук, акустика, микроелектроника итд., широко се користе у заваривању. Примена нове технологије поставила је темеље за развој технологије заваривања, побољшала могућности технологије заваривања и проширила обим примене технологије заваривања. Тренутно су формиране десетине метода заваривања са различитим карактеристикама. Технологија заваривања се широко користи у енергетици, транспорту, хемијској индустрији, машинама, специјалној опреми, електроници, ваздухопловству, нафти и многим другим областима. Може се рећи да су нова достигнућа модерне науке и технологије све више продрла у област заваривања и подстакла брзи развој модерне технологије заваривања.
(А) развојопрема за заваривањеи методе заваривања
У последњим деценијама, са брзим развојем науке и технологије, опрема за заваривање и методе заваривања су такође значајно развијене. Тренутно, изузетне карактеристике стране опреме за заваривање су висока прецизност, висок квалитет, висока поузданост, дигиталност, интелигентно управљање, велика величина, интеграција и мултифункционалност. Како са становишта састава производње, тако и са становишта развоја технологије, домаћа опрема се развија у правцу ефикасног, аутоматизованог, интелигентног, енергетски штедљивог и еколошки прихватљивог заваривања. Кинеска опрема за електролучно заваривање постепено се приближава домаћем нивоу, прилагођавајући структуру производа, побољшавајући квалитет производа, треба снажно развијати инверторско напајање за заваривање и аутоматске, полуаутоматске машине за заваривање, посебно високо ефикасне и енергетски штедљиве машине за заваривање угљен-диоксидом; технологија отпорног заваривања средње и велике снаге као главни садржај истраживања и правац развоја; технологија електромагнетне компатибилности биће популаризована у опреми за заваривање.индустрија опреме за заваривањеХитно су потребни производи са ниском потрошњом енергије, зелени производи; Технологија и опрема за аутоматско заваривање развијају се невиђеном брзином, пројекат „Три клисуре“, пројекат преноса гаса запад-исток, ваздухопловно инжењерство, поморско инжењерство и други национални велики развој основног инжењерства и успон домаће аутомобилске индустрије ефикасно су промовисали развој и напредак напредне технологије заваривања, посебно технологије аутоматизације заваривања; Роботи за заваривање и интелигентно заваривање такође ће бити одговарајуће развијени у одређеним областима и широко коришћени; Потражња за комплетним сетовима специјалне опреме за заваривање расте, опсег примене је шири, захтеви за техничким перформансама постају све већи и већи, опрема која задовољава ефикасан нови процес биће зрелија и популарнија, домаћа предузећа за производњу опреме морају направити нове продоре у специјалним, комплетним сетовима опреме за заваривање.
(2) Развој материјала за заваривање
Са напретком науке и технологије и континуираним иновацијама индустријских материјала, појава нових материјала поставила је нове изазове и захтеве за технологију заваривања. На пример, примена високочврстог челика, легура алуминијума, легура на бази никла и других материјала увелико је промовисала развој технологије заваривања. Традиционалне методе заваривања могу имати неке проблеме при раду са овим новим материјалима, као што су деформације заваривања, пукотине и тако даље. Стога је развој нових процеса и технологија заваривања ради побољшања квалитета и поузданости заварених спојева постао важан правац тренутног развоја технологије заваривања. Тренутно, Кина је на првом месту у свету по производњи материјала за заваривање, али у структури материјала за заваривање и индустријски развијених земаља, јаз је веома очигледан. Да би се прилагодиле тренду производње заваривања ка високој ефикасности, високом квалитету, ниској цени и аутоматизацији, развијене земље попут Сједињених Држава и Јапана стално прилагођавају структуру производа материјала за заваривање. Средином 1980-их, стране развијене земље су чиниле око 50% удела материјала за заваривање, до почетка 21. века, Европа, Северна Америка и Јапан у потрошњи материјала за заваривање, удео шипки за заваривање је мањи од 20%, односно тренутна аутоматизација и полуаутоматско заваривање у развијеним земљама чини више од 80% целокупног обима заваривања. Развојем материјала за заваривање у развијеним земљама и регионима као што су Сједињене Америчке Државе, Јапан и Западна Европа, смањење шипки за заваривање за ручно електролучно заваривање и континуирано повећање аутоматског материјала за заваривање представљају неизбежан тренд развоја. Хитно је развити и произвести самозаштитну и површински обрађену жицу са језгром од лекова у нашој земљи. Што се тиче жице без бакра коју су увели домаћи и страни произвођачи, требало би да се зове специјално обложена жица, због различитих компоненти облагања и метода површинске обраде различитих произвођача, перформансе жице су такође различите. Одличан процес премазивања и површинске обраде не само да игра улогу спречавања рђе и подмазивања, већ и не ствара бакарну прашину током заваривања, што може побољшати стабилност лука жице за заваривање и смањити прскање при заваривању. Тренутно, домаћи и страни произвођачи овог процеса премазивања и површинске обраде жице и даље унапређују, очекује се да ће ова жица и дигитални инверторски апарат за заваривање прецизно контролисати прелаз лука, постићи високу ефикасност, заваривање високом струјом CO2 са ниским прскањем, како би се постигао еквивалент ефекта процеса заваривања жицом са флуксним језгром, што је правац будућег развоја.
(3) Нове методе заваривања, опрема за заваривање и материјали за заваривање у будућности
С једне стране, требало би да развијемо нове методе заваривања, опрему за заваривање и материјале за заваривање како бисмо додатно побољшали квалитет заваривања и поузданост безбедности, као што је побољшање постојећег лука, плазма лука, електронског снопа, ласера и других извора енергије заваривања, коришћење електронске технологије и технологије управљања ради побољшања перформанси процеса лука и развој поузданог и лаког метода праћења лука; С друге стране, неопходно је побољшати ниво механизације и аутоматизације заваривања, као што је машине за заваривање ради постизања контроле програма, дигиталне контроле, развој специјалних машина за заваривање од процеса припреме, заваривања до контроле квалитета целог процеса аутоматизације, у аутоматској производној линији за заваривање, промоција и ширење CNC робота за заваривање и робота за заваривање, могу побољшати ниво производње заваривања, побољшати здравствене и безбедносне услове заваривања. У 21. веку, суочавајући се са великим циљем развоја науке и технологије у нашој земљи, суочавамо се са огромним јазом између наше технологије заваривања и страних земаља, које постављају веће захтеве за раднике у заваривању, па морамо користити савремену науку и технологију и тежити промоцији напретка и развоја технологије заваривања.
II. Перспективе будуће технологије заваривања
У 2025. години, технологија заваривања је у потпуности интегрисана у екологију индустрије 4.0, показујући три основне карактеристике„интелигентни погон, прецизна интеграција, зелено и одрживо“.
интелигентна пенетрацијаГлобална стопа пенетрације индустријских робота за заваривање достигла је 67%, а трошкови система за заваривање са вештачком интелигенцијом смањени су за 40%.
Иновације материјалаХетерогени поступци заваривања покривају 90% сценарија производње лаких конструкција.
Циљ угљенично неутралностиСтопа пенетрације машина за заваривање водоником прелази 30%, а интензитет емисије угљеника приликом заваривања биће смањен за 55% у поређењу са 2020. годином.
(А) Будућа технологија заваривања у суштини, правац продора
Са развојем производње ка врхунском и интелигентном правцу, технологија заваривања уводи следећи кључни пробојни правац
1. Интелигентни систем заваривања
Адаптивно заваривање са вештачком интелигенцијом: Систем за заваривање вођен вештачком интелигенцијомИдентификација завара и оптимизација параметара заснована на дубоком учењу ради остваривања праћења квалитета у реалном времену и упозорења на недостатке.
· Адаптивни робот за заваривање може динамички да подеси путању и улаз енергије како би се носио са сложеним радним условима (као што је заваривање површине свемирске летелице). Робот за заваривање опремљен неуронском мрежом може да анализира термичку деформацију материјала у реалном времену и динамички да подеси параметре заваривања (као што је заваривање кабине од легуре титанијума свемирске летелице). Стопа откривања дефеката је повећана на 99,5%, а ефикасност заваривања је повећана за 50%.
Фабрика дигиталних близанацаТехнологија виртуелне симулације скраћује циклус развоја процеса заваривања за 70% (Случај: Оптимизација процеса заваривања помоћу батеријског пакета Tesla 4680). Виртуелна симулација се користи за предвиђање деформације заваривања и смањење трошкова покушаја и грешака. Подржава 5G даљинско управљање операцијама у окружењу високог ризика (као што је одржавање нуклеарне електране).
2. Технологија високе прецизности енергије
Ултрабрзо ласерско заваривањеФемтосекундно ласерско заваривање постиже тачност на микронском нивоу за паковање чипова и микромедицинске уређаје као што је заваривање жице пејсмејкера.
Ласерско-лучно композитно заваривањеКомбинација ласера високе прецизности и лука високе пенетрације, користи се за паковање батерија за нова енергетска возила.
·Вакуумско заваривање електронским снопом: за постизање нултог загађења између легуре титанијума и других тешких материјала за заваривање, који се користе у производњи медицинских уређаја.
Надоградња хладног металног прелаза (CMT)Унос топлоте је смањен на 20% традиционалног МИГ-а, погодно за заваривање каросерије од легура алуминијума и литијума (линија BMW i7).
3. Заваривање у свемиру и дубоком мору
Израда лунарних база на лицу местаНАСА користи технологију вакуумског електронског снопа за заваривање металних конструкција директно са илменитом у лунарном тлу.
Поправка цевовода на дубоком морудубина притиска подводног робота за заваривање прешла је 6.000 метара (CNOOC пројекат нафтног и гасног поља Јужног кинеског мора).
4. пробој у компатибилности материјала
Веза различитих материјала
· Развити технологију спојева од алуминијума/челика, керамике/метала и друге хибридне спојеве како би се промовисао дизајн лаганих конструкција (као што је смањење тежине авиона).
· композитно заваривање
· Ултразвучно заваривање пластике ојачане угљеничним влакнима (CFRP), како би се решио проблем недовољне чврстоће традиционалног процеса лепљења.
5. Одржива надоградњамашина за заваривање водоником: заменити традиционално сечење ацетиленом, постићи нулту емисију угљеника. Систем за пречишћавање дима од заваривањаНано-филтерско језгро + контрола ризика помоћу вештачке интелигенције, хвата 99,9% штетних честица.
(3) Кључни подаци и прогноза тржишта за будућу технологију заваривања
Опрема за електролучно заваривање, укључујући апарате за заваривање, напајања и осталу додатну опрему, чини око половине све опреме за заваривање и очекује се да ће расти годишњом стопом од 6%. Опрема за отпорно заваривање, укључујући апарате за заваривање, трансформаторе, контролере и компоненте, такође ће расти високом стопом раста. Очекује се да ће гасно заваривање и гасно сечење имати нижу стопу раста. Остала опрема за заваривање, као што је заваривање клинова, ласерско заваривање, заваривање трењем, заваривање електронским снопом и ултразвучно заваривање, расти ће бржом стопом. Роботска опрема за заваривање ће расти веома високом стопом, а њена стопа увоза ће се још више повећати, јер се већина опреме за заваривање производи ван Сједињених Држава. Пошто су Сједињене Државе највећи произвођач опреме за заваривање и сечење на свету, извоз опреме за заваривање и сечење ће наставити да јача. Постоје две категорије додатних материјала за заваривање; шипке и жице за заваривање. Количина електрода ће се смањивати из године у годину, док ће се количина жице, укључујући пуну жицу и жицу са флуксом, повећавати из године у годину. Ово је неповратан тренд развоја.
Величина тржиштаГлобално тржиште технологије заваривања је218 милијарди америчких долара(2025), са сложеном годишњом стопом раста од 9,3%.
Пропорција технологије:
· Ласерско заваривање: 32%
· Интелигентни систем заваривања: 28%
· Зелена технологија заваривања: 25%
· Регионални растАзијско-пацифички регион је допринео повећању са 45%, а Кина је доминирала у ланцу снабдевања новом енергијом и опремом за заваривање полупроводника.
· (4) Изазови и перспективе будуће технологије заваривања
Изазов:
Поузданост заваривања у екстремним условима (као што су реактори за фузију на ултрависоким температурама).
· Стандардизација процеса заваривања на наноразмери (3Д слагање чипова).
· Визија за 2030:
· Технологија квантног заваривања: употреба принципа квантног испреплетања за постизање везивања материјала на атомском нивоу.
· Биозаваривање: Истраживање и развој биоразградивог лема на ниским температурама на бази биолошких ензима.
· (2) Будућа подручја примене технологије заваривања у индустрији
· Возила са новом енергијом
· Ваздухопловство
· Медицинска опрема
· Архитектура
· III. Резиме будуће технологије заваривања
· Једном речју, тренд развоја и перспективе технологије заваривања су узбудљиве. Са континуираним иновацијама материјала, опреме и технологије аутоматизације, технологија заваривања ће постепено постићи ефикасан, висококвалитетан и интелигентан развој. Ово ће пружити више могућности и изазова за развој производне индустрије. Међутим, такође нам је потребно детаљно истраживање и истраживање, и стално промовисање иновација и напретка технологије заваривања како бисмо задовољили променљиве потребе тржишта. Само сталним тежњама ка иновацијама и развоју, технологија заваривања може играти важнију улогу у будућој индустријској области. Технологија заваривања је пробила границе традиционалне производње и постала центар интердисциплинарних иновација. У наредној деценији, њена унакрсна интеграција са вештачком интелигенцијом, квантним рачунарством и биоинжењерингом ће преобликовати конкурентски пејзаж глобалне врхунске производње.
Време објаве: 14. март 2025.
