フロンティア

時代の発展とともに造船技術は向上し続け、造船資材や船の設計も変遷してきました。国務院が承認・発表した「造船業中長期発展計画」には、造船業の指導原則と発展目標が明確に定められている。指針となる原則は、改革を深化させ、開発を加速し、工業化の新たな道を堅持することである。独立した研究開発能力と船舶機器サポート能力を向上させ、造船産業の中核的な競争力を強化します。 「導入」と「グローバル化」を同時に実現するには、造船企業はモジュラー艤装、効率的な溶接、切断などの重要な造船建造技術と最新の造船生産管理技術の導入と消化に注力する必要がある。

レーザー切断技術は時代の進歩とともに開発・進歩を続け、レーザー出力も当初の500W、1kWから現在は30kW、40kWと増加しています。レーザー切断が活発に発展できる理由は、良好な切断品質、速い切断速度、安全で無公害であること、切断できる材料の種類が豊富であることなど、従来の切断に代わることのできない利点があるためです。通常、航空宇宙、造船、家具装飾、医療機器、農業機械、自動車産業などのさまざまな産業に適用されます。

高度な溶接技術であるレーザー溶接は、溶接効率が高く、溶接品質が良く、溶接材料の消費量が少ないという利点があります。中厚板の場合、レーザー・アークハイブリッド溶接は現在先進の溶接技術として、航空宇宙、鉄道輸送、建設機械、鉄骨構造物などの業界に応用されています。

新しい金属表面処理技術として、レーザー洗浄も徐々に工業生産に応用されつつあります。レーザー洗浄では、金属表面の塗装、錆、溶接前の金属酸化皮膜、溶接後の酸化層、その他の汚染物質を除去できます。

浙江省前衛計画研究開発プロジェクトにおける「中厚板のレーザーアークハイブリッド溶接の主要技術と設備」のイニシエーターとして、 ペンタ Laser は、造船業界における効率的な切断と溶接のための包括的なソリューションを提案します。

1.造船におけるレーザー切断と溶接の総合的なソリューション

ペンタ Laser は、Meyer Werft や Blohm+Voss などの海外造船所と、CIMC Raffles などの国内造船所でのレーザー アーク ハイブリッド溶接の使用を組み合わせて、この全体的なソリューションを提案しています。全体的なソリューションは、材料加工、船舶プレートのレーザー切断、T ビームおよびウェブプレートのレーザー切断、船舶プレート部品のレーザー アーク溶接、T ビームのレーザー アーク ハイブリッド溶接、およびレーザー用のモジュールを含むパイプライン操作を採用しています。 -船舶プレートとTビームのアークハイブリッドコーナー溶接。

1.1 材料処理モジュール

材料処理モジュールには、プレートの「搬入材料、除染、ショットブラスト、位置合わせ、コーティング、搬送」のための自動化システムが含まれています。このモジュールは自動化を考慮して設計されており、前処理のためにプレートを組立ライン上で移動させることができます。プレートを持ち上げて運ぶ必要性が減り、人手と資源が節約されます。

1.2 船舶プレートレーザー切断モジュール

造船業界では主に鋼板が使用されており、切断のニーズは主に船舶用プレートと T ビーム部品から生じます。このソリューションでは、 ペンタの BULL シリーズ大型レーザー切断機は、切断範囲を幅 20 メートル、長さ 60 メートルまで拡張でき、ほとんどのプレート切断要件を満たします。

レーザー切断により得られた鋼板は、切断シーム品質が良好で、切断面の直角度が良好で、スラグの垂れがなく、酸化層が薄く、表面が滑らかで、二次加工の必要がありません。熱変形を最小限に抑えて直接溶接できます。高い曲線切断精度により、取り付け時間を短縮し、精密船舶プレートの障害物のない切断を実現します。

さらに、レーザー切断機は中厚板の加工において大きな利点を持っています。従来のプラズマ切断と比較して切断速度が速く、パワーが増加するにつれて、10mmから50mmの範囲の炭素鋼板の切断速度が継続的に増加します。同様に、出力が増加すると、炭素鋼板の最大切断厚さも増加します。

1.3 船舶プレートレーザーアーク複合溶接モジュール

従来の船舶プレートの溶接では、一般にガスシールド溶接とサブマージアーク溶接が使用されます。板厚が厚い場合には面取り加工が必要となり、多層多パス溶接が行われます。船舶プレートの特定の位置では、その厚さにより、表側の溶接が完了した後に反転する必要があります。製造プロセスは煩雑で、多量の人員と資源を必要とします。

レーザーアーク複合溶接では、厚板を面取りすることなく片面溶接、両面成形が可能です。溶接速度は一般に 1.2m/min 以上に達し、溶接効率は従来の溶接方法の 5 ～ 8 倍になります。溶接後のプレートの成形効果は向上し、溶接シームの二次加工は必要ありません。

船舶プレートのレーザー アーク複合溶接モジュールにおいて、TAN Laser は大規模なデュアル ガントリー レーザー アーク複合溶接のソリューションを提案しました。デュアル ガントリーは複合溶接ヘッドの動作機構として機能し、フィクスチャ キャリアとしても機能します。デュアルガントリーの中心位置にはディスクフライスを設置し、搬送される船舶板の端面加工を行い、切削酸化層による溶融池の汚染や溶接品質への影響を防ぎます。

同時に、レーザー複合溶接ヘッドの前にレーザークリーニングヘッドが設置され、接合位置の表面塗料を除去し、塗料が溶接プロセスに影響を与えるのを防ぎます。

1.4Tビームレーザーアーク複合溶接モジュール

従来の T ビーム溶接では通常、熱源としてサブマージ アーク溶接またはデュアル シールド溶接を備えた溶接と修正の組み合わせの機械が使用されます。溶接速度は一般に0.3～0.5m/minで両面同時溶接が必要です。溶接ワイヤやフラックスも大量に消費します。完成した T ビームは、多くの場合、大幅な変形を経験し、修正効率が低くなります。

この作業条件に基づいて、TAN Laser は T ビーム レーザー アーク複合溶接専用の機械を開発しました。この機械の主な構造は、従来のコンビネーションアングル溶接機と同様です。レーザーとアークの二重熱源を利用します。 2 つの熱源により溶接効率が向上し、溶接シームへの入熱が軽減されます。

1.5 船舶プレートおよび T ビーム レーザー アーク複合溶接モジュール 従来の船舶プレートおよび T ビーム角度溶接方法には、手動ペアリング、スポット溶接、およびカートを使用した連続溶接が含まれます。海外の先進的な溶接技術と比較すると、この生産方式は時代遅れであるため、溶接変形が大きく、生産効率が低くなります。

これに応えて、TAN Laser は船舶プレートと T ビームレーザーアーク複合角溶接ソリューションを提案しました。このソリューションはレーザーとアークの二重熱源を利用します。レーザーは、船のプレートと T ビームの間の溶接シームに小さな角度で入射します。完成した溶接シームは、両面成形による片面溶接を実現します。この方法は、従来の台車ベースのアーク溶接と比較して、生産効率が 5 ～ 8 倍向上し、溶接材料の消費量が 3 倍以上削減され、従来の溶接方法に代わる最良の方法となります。

結論として、TAN Laser は材料の切断から溶接、組み立てまでの完全なソリューションを提供できます。外資系企業である TAN Laser の技術は国際的ですが、機器は国内で生産され、サービスは現地化されています。ますます激化する競争により、市場では造船インテリジェント製造プロセス、造船材料の安全性、信頼性、品質の向上が求められています。造船における伝統的な切断および溶接技術は、必然的に新しい技術に置き換えられます。レーザーは「最速のナイフ」「最も正確な定規」「最も明るい光」として知られています。レーザー技術は、その高精度と効率により、平面切断であろうと溶接であろうと、造船のインテリジェントな製造プロセスにおいて間違いなく重要な役割を果たすでしょう。

2. 造船および修理におけるレーザー洗浄技術の応用

レーザー洗浄技術は、産業環境保護を徐々に変えつつある非常に有望かつ重要な技術です。近年、中国では環境保護政策がますます厳しくなり、市場におけるレーザー洗浄の需要が急速に成長しています。

レーザー洗浄は、固体 (または場合によっては液体) 表面にレーザー ビームを照射して材料を除去するプロセスです。レーザー光束が低い場合、吸収されたレーザーエネルギーが材料を加熱し、蒸発または昇華させます。レーザー光束が高い場合、材料は通常プラズマに変換されます。

機械的摩擦洗浄、化学的腐食洗浄、液体と固体の強力な衝撃洗浄、高周波超音波洗浄などの従来の洗浄方法と比較して、レーザー洗浄には次のような大きな利点があります。

レーザー洗浄は、化学薬品や洗浄液を一切使用しない環境に優しい洗浄方法です。レーザー洗浄で発生する廃棄物は主に固体粉末であり、体積が小さく、保管が容易で、リサイクルが可能なため、化学洗浄によって引き起こされる環境汚染に効果的に対処できます。

従来の洗浄方法には接触洗浄が含まれることが多く、洗浄対象物の表面に機械的な力を加えることで、表面に損傷を与えたり、洗浄剤が表面に付着したままになったりして、二次汚染が発生します。レーザー洗浄は、非研磨性と非接触の性質により、これらの問題を解決します。

レーザーは光ファイバーを介して送信され、ロボットシステムと組み合わせることができるため、便利な長距離作業が可能になり、従来の方法では到達するのが困難な領域の清掃が可能になります。これにより、特に危険な環境において人員の安全が確保されます。

レーザー洗浄は、さまざまな素材の表面からさまざまな種類の汚染物質を除去し、従来の洗浄方法では達成できない清浄度を実現します。また、下にある材料に損傷を与えることなく、材料表面の特定の汚染物質を選択的に除去することもできます。

レーザークリーニングは効率が高く、時間を節約できます。

造船および修理のプロセスでは、鋼表面の大規模な錆の除去や塗装の剥離が必要になることがよくあります。レーザー洗浄は、その加工上の利点により、機械研磨や水サンドブラストなどの従来の方法に取って代わることができます。レーザー出力や周波数などのパラメーターを調整することで、基材をレーザーによる損傷から保護しながら、目的の洗浄ポイントを効果的に除去できます。清掃面に合わせてスキャン幅を調整できるため、清掃範囲の精度を確保できます。さらに、クリーン エネルギー源としてのレーザーは、労働者の職業病を効果的に防止でき、効率的な粉塵除去対策により汚染を最小限に抑えることができます。

全体として、レーザー洗浄技術には多くの利点があり、造船および修理プロセスにおけるさまざまな洗浄ニーズに対して非常に効果的かつ効率的なソリューションです。

3. まとめ

造船業界では機械化、自動化、レーザー溶接が大きなトレンドとなっており、レーザー溶接技術の発展と情報交換の増加に伴い、この傾向はますます顕著になるでしょう。 2018年以来、 ペンタ Laser は、3D レーザー切断、溶接、レーザーチューブ切断、大型切断機に多大な人的資源とリソースを投資し、顕著な成果を上げてきました。製品は成熟し、一括して市場に導入されています。特にレーザー溶接の分野ではドイツ、イタリアから技術者を雇用し、溶接技術を中国トップレベルにまで高めています。 2019年からは、 ペンタ Laser はハンドヘルド レーザー溶接装置を着実に生産しており、1,000 台以上が適用され、国際市場に輸出されています。

当社は、世界の業界のニーズに応える最高品質で効率的なソリューションを提供するために、常に革新を続けています。