Actualment, la soldadura s'ha convertit en una nova tecnologia integrada. Amb el paper cada cop més important de la tecnologia de soldadura en l'economia nacional, el grau avançat detecnologia de soldaduras'ha convertit en un símbol significatiu del grau avançat de la indústria nacional, per tant, desenvolupa vigorosament conjunts complets d'equips de soldadura, tecnologia d'intel·ligència artificial, tecnologia de processament d'informació, tecnologia digital de control de potència de soldadura, tecnologia intel·ligent de control de qualitat de soldadura, procés de producció de soldaduratecnologia de soldadura amb robot, el desenvolupament per satisfer els materials de soldadura moderns que satisfacin les necessitats de producció sens dubte jugarà un paper important en la construcció d'un país innovador i que estalviï energia.
En primer lloc, la tendència actual de desenvolupament de la tecnologia de soldadura nacional i estrangera
La soldadura és una tecnologia bàsica important, i el seu desenvolupament es basa en el desenvolupament de la ciència i la tecnologia modernes. La tecnologia de soldadura només té cent anys d'història, però el seu desenvolupament és molt ràpid. Des del segle XX, especialment en les últimes dues o tres dècades, amb el desenvolupament sense precedents de la ciència i la tecnologia, han sorgit una varietat de noves tecnologies de soldadura sense parar, i nous assoliments en la ciència i la tecnologia modernes com la física del plasma, el feix d'electrons, els raigs infrarojos, el buit, els ultrasons, l'acústica, la microelectrònica, etc. s'han utilitzat àmpliament en la soldadura. L'aplicació de noves tecnologies ha establert les bases per al desenvolupament de la tecnologia de soldadura, ha millorat la capacitat de la tecnologia de soldadura i ha ampliat l'abast de l'aplicació de la tecnologia de soldadura. Actualment, s'han format desenes de mètodes de soldadura amb diferents característiques. La tecnologia de soldadura s'ha utilitzat àmpliament en energia, transport, indústria química, maquinària, equips especials, electrònica, aeroespacial, petroli i molts altres camps. Es pot dir que els nous assoliments de la ciència i la tecnologia modernes han penetrat cada cop més en el camp de la soldadura i han promogut el ràpid desenvolupament de la tecnologia de soldadura moderna.
(A) el desenvolupament deequips de soldadurai mètodes de soldadura
En les darreres dècades, amb el ràpid desenvolupament de la ciència i la tecnologia, els equips i mètodes de soldadura també s'han desenvolupat molt. Actualment, les característiques destacables dels equips de soldadura estrangers són l'alta precisió, l'alta qualitat, l'alta fiabilitat, la digitalitat, el control intel·ligent, la gran escala, la integració i la multifuncionalitat. Tant des de la perspectiva de la composició de la producció com del desenvolupament tecnològic, el mercat nacional s'està desenvolupant en la direcció d'una soldadura eficient, automatitzada, intel·ligent, que estalvia energia i és respectuosa amb el medi ambient. Els equips de soldadura per arc de la Xina s'acosten gradualment al nivell nacional, ajusten l'estructura del producte, milloren el grau del producte, i haurien de desenvolupar vigorosament la font d'alimentació de soldadura per inversor i les màquines de soldadura automàtiques i semiautomàtiques, especialment les màquines de soldadura de diòxid de carboni d'alta eficiència i estalvi d'energia; la tecnologia de soldadura per resistència a mitjana i alta potència com a principal contingut de recerca i direcció de desenvolupament; la tecnologia de compatibilitat electromagnètica es popularitzarà en els equips de soldadura,indústria d'equips de soldaduraNecessitat urgent de productes verds i de baix consum d'energia; La tecnologia i els equips de soldadura automàtica s'estan desenvolupant a una velocitat sense precedents, el projecte de les Tres Gorges, el projecte de transmissió de gas oest-est, l'enginyeria aeroespacial, l'enginyeria marina i altres desenvolupaments nacionals d'enginyeria bàsica a gran escala i l'auge de la indústria automobilística nacional, han promogut eficaçment el desenvolupament i el progrés de la tecnologia de soldadura avançada, especialment la tecnologia d'automatització de la soldadura; Els robots de soldadura i la soldadura intel·ligent també es desenvoluparan adequadament en camps específics i s'utilitzaran àmpliament; La demanda de conjunts complets d'equips de soldadura especials està augmentant, el rang d'aplicacions és més ampli, els requisits de rendiment tècnic són cada cop més alts, l'equip per satisfer el nou procés eficient serà més madur i popular, les empreses fabricants d'equips nacionals necessiten fer nous avenços en els conjunts especials i complets d'equips de soldadura.
(2) El desenvolupament de materials de soldadura
Amb el progrés de la ciència i la tecnologia i la innovació contínua dels materials industrials, l'aparició de nous materials ha plantejat nous reptes i demandes per a la tecnologia de soldadura. Per exemple, l'aplicació d'acer d'alta resistència, aliatges d'alumini, aliatges a base de níquel i altres materials ha promogut àmpliament el desenvolupament de la tecnologia de soldadura. Els mètodes de soldadura tradicionals poden tenir alguns problemes a l'hora de tractar amb aquests nous materials, com ara deformació de la soldadura, esquerdes, etc. Per tant, el desenvolupament de nous processos i tecnologies de soldadura per millorar la qualitat i la fiabilitat de les unions soldades s'ha convertit en una direcció important del desenvolupament actual de la tecnologia de soldadura. Actualment, la producció de materials de soldadura a la Xina és la primera del món, però en l'estructura dels materials de soldadura i els països desenvolupats industrialment, la bretxa és molt evident. Per adaptar-se a la tendència de la producció de soldadura cap a una alta eficiència, alta qualitat, baix cost i automatització, països desenvolupats com els Estats Units i el Japó estan ajustant constantment l'estructura del producte dels materials de soldadura. A mitjans de la dècada de 1980, els països desenvolupats estrangers representaven aproximadament el 50% de la proporció de materials de soldadura. A principis del segle XXI, Europa, Amèrica del Nord i Japó consumien materials de soldadura per sota del 20%, és a dir, l'automatització actual i la soldadura semiautomàtica als països desenvolupats han representat més del 80% de tota la càrrega de treball de soldadura. Des del desenvolupament de materials de soldadura en països desenvolupats i regions com els Estats Units, el Japó i l'Europa Occidental, la reducció de les varetes de soldadura per a la soldadura manual per arc i l'augment continu dels materials de soldadura automàtica són una tendència de desenvolupament inevitable. És urgent desenvolupar i produir filferro amb nucli de drogues d'autoprotecció i de superfície al nostre país. Pel que fa al filferro sense coure introduït pels fabricants nacionals i estrangers, s'hauria d'anomenar filferro amb recobriment especial, ja que el rendiment del filferro també és diferent a causa dels diferents components de recobriment i mètodes de tractament de superfícies dels diversos fabricants. L'excel·lent procés de recobriment i tractament de superfícies no només juga un paper de prevenció de l'òxid i lubricació, sinó que tampoc produeix pols de coure durant la soldadura i pot millorar l'estabilitat de l'arc del filferro de soldadura i reduir les esquitxades de soldadura. Actualment, els fabricants nacionals i estrangers d'aquest procés de recobriment i tractament de superfícies de filferro continuen millorant, s'espera que aquest filferro i la màquina de soldadura amb inversor digital controlin amb precisió la transició de l'arc, puguin aconseguir una soldadura de CO2 d'alta eficiència, baixa esquitxada i alt corrent, per aconseguir l'equivalent a l'efecte del procés de soldadura de filferro amb nucli de flux, és la direcció de desenvolupament futur.
(3) Nous mètodes de soldadura, equips de soldadura i materials de soldadura en el futur
D'una banda, hauríem de desenvolupar nous mètodes de soldadura, equips de soldadura i materials de soldadura per millorar encara més la qualitat de la soldadura i la fiabilitat de la seguretat, com ara millorar l'arc existent, l'arc de plasma, el feix d'electrons, el làser i altres energies de soldadura, utilitzant tecnologia electrònica i tecnologia de control per millorar el rendiment del procés de l'arc i desenvolupar un mètode de seguiment d'arc fiable i lleuger; D'altra banda, cal millorar el nivell de mecanització i automatització de la soldadura, com ara la màquina de soldar per aconseguir el control del programa, el control digital, el desenvolupament de màquines de soldadura especials des del procés de preparació, la soldadura fins al control de qualitat de tot l'automatització del procés, en la línia de producció de soldadura automàtica, la promoció i expansió de robots de soldadura CNC i robots de soldadura, pot millorar el nivell de producció de soldadura, millorar les condicions de salut i seguretat de la soldadura. Al segle XXI, davant del gran objectiu del desenvolupament de la ciència i la tecnologia al nostre país, davant de l'enorme bretxa entre la nostra tecnologia de soldadura i els països estrangers, que plantegen requisits més alts per als treballadors de la soldadura, per la qual cosa hem d'utilitzar la ciència i la tecnologia modernes i esforçar-nos per promoure el progrés i el desenvolupament de la tecnologia de soldadura.
Ii. Perspectives futures de la tecnologia de soldadura
El 2025, la tecnologia de soldadura s'haurà integrat completament a l'ecologia de la indústria 4.0, mostrant les tres característiques principals de"Impuls intel·ligent, integració precisa, ecològic i sostenible".
penetració intel·ligentLa taxa de penetració del mercat global de robots de soldadura industrial va arribar al 67% i el cost del sistema de soldadura per IA va disminuir un 40%.
Innovació de materialsEls processos de soldadura heterogenis cobreixen el 90% dels escenaris de fabricació lleugera.
Objectiu de neutralitat de carboniLa taxa de penetració de les màquines de soldadura d'hidrogen supera el 30% i la intensitat d'emissions de carboni de soldadura es reduirà en un 55% en comparació amb el 2020.
(A) Direcció principal d'innovació en la tecnologia de soldadura futura
Amb el desenvolupament de la fabricació cap a una direcció intel·ligent i d'alta gamma, la tecnologia de soldadura està marcant el començament de la següent direcció innovadora principal
1. Sistema de soldadura intel·ligent
Soldadura adaptativa per IA: Sistema de soldadura impulsat per IAIdentificació de soldadura i optimització de paràmetres basada en l'aprenentatge profund per aconseguir un seguiment de la qualitat en temps real i avisos de defectes.
· El robot de soldadura adaptatiu pot ajustar dinàmicament la trajectòria i l'entrada d'energia per fer front a condicions de treball complexes (com la soldadura de la superfície de la nau espacial). El robot de soldadura equipat amb la xarxa neuronal pot analitzar la deformació tèrmica del material en temps real i ajustar dinàmicament els paràmetres de soldadura (com la soldadura de la cabina d'aliatge de titani de la nau espacial). La taxa de detecció de defectes augmenta fins al 99,5% i l'eficiència de la soldadura augmenta en un 50%.
Fàbrica de bessons digitalsLa tecnologia de simulació virtual redueix el cicle de desenvolupament del procés de soldadura en un 70% (Cas: optimització del procés de soldadura del paquet de bateries Tesla 4680). La simulació virtual s'utilitza per predir la deformació de la soldadura i reduir el cost de prova i error. Admet el control remot 5G d'operacions d'entorn d'alt risc (com ara el manteniment de centrals nuclears).
2. Tecnologia energètica d'alta precisió
Soldadura làser ultraràpidaLa soldadura làser de femtosegons aconsegueix una precisió de nivell de micres per a l'embalatge de xips i microdispositius mèdics com la soldadura de filferro de marcapassos.
Soldadura composta per arc làser: combinant làser d'alta precisió i arc d'alta penetració, utilitzat per a l'embalatge de bateries de vehicles de nova energia.
·Soldadura al buit per feix d'electrons: per aconseguir una connexió sense contaminació d'aliatges de titani i altres materials de soldadura difícils, utilitzats en la fabricació de dispositius mèdics.
Actualització de la transició de metall fred (CMT)L'aportació de calor es redueix al 20% del MIG tradicional, adequat per a la soldadura de carrosseries d'aliatge d'alumini i liti (línia BMW i7).
3. Soldadura espacial i en profunditat
Fabricació in situ de bases lunarsLa NASA utilitza la tecnologia de soldadura per feix d'electrons al buit per soldar estructures metàl·liques directament amb ilmenita en sòl lunar.
Reparació de canonades en aigües profundes: la profunditat de pressió del robot de soldadura submarina va superar els 6.000 metres (Projecte de jaciment de petroli i gas del mar de la Xina Meridional de la CNOOC).
4. avenç en la compatibilitat de materials
Connexió de materials diferents
· Desenvolupar tecnologies d'unions híbrides d'alumini/acer, ceràmica/metall i altres per promoure el disseny estructural lleuger (com ara la reducció del pes dels avions).
· soldadura composta
· Soldadura ultrasònica amb plàstic reforçat amb fibra de carboni (CFRP) per resoldre el problema de la força insuficient del procés d'unió tradicional.
5. Millora sosteniblemàquina de soldadura d'hidrogen: substitueix el tall tradicional amb acetilè, aconsegueix zero emissions de carboni. Sistema de purificació de fum de soldaduraNucli de nanofiltre + control de riscos per IA, que captura el 99,9% de partícules nocives.
(3) Dades clau de la tecnologia de soldadura futura i previsió de mercat
Els equips de soldadura per arc, incloent-hi soldadors, fonts d'alimentació i altres accessoris, representen aproximadament la meitat de tots els equips de soldadura i s'espera que creixin a una taxa anual del 6%. Els equips de soldadura per resistència, incloent-hi soldadors, transformadors, controladors i components, també creixeran a una taxa de creixement elevada. S'espera que la soldadura amb gas i el tall amb gas tinguin una taxa de creixement inferior. Altres equips de soldadura, com ara la soldadura per perns, la soldadura amb làser, la soldadura per fricció, la soldadura amb feix d'electrons i els equips de soldadura per ultrasons, creixeran a un ritme més ràpid. Els equips de soldadura robòtics creixeran a un ritme molt elevat i la seva taxa d'importació augmentarà encara més, perquè la majoria de les soldadures es fabriquen fora dels Estats Units. Com que els Estats Units són el país fabricant d'equips de soldadura i tall més gran del món, l'exportació d'equips de soldadura i tall continuarà enfortint-se. Hi ha dues categories de metalls d'aportació de soldadura: varetes de soldadura i filferros. La quantitat d'elèctrode disminuirà any rere any, mentre que la quantitat de filferro, inclòs el filferro sòlid i el filferro amb nucli de flux, augmentarà any rere any. Aquesta és una tendència de desenvolupament irreversible.
Mida del mercatEl mercat mundial de la tecnologia de soldadura és218.000 milions de dòlars americans(2025), amb una taxa de creixement anual composta del 9,3%.
Proporció tecnològica:
· Soldadura làser: 32%
· Sistema de soldadura intel·ligent: 28%
· Tecnologia de soldadura verda: 25%
· creixement regionalLa regió Àsia-Pacífic va contribuir amb un 45% a l'augment, i la Xina va dominar la cadena de subministrament d'equips de soldadura de nous productes energètics i semiconductors.
· (4) Reptes i perspectives de la futura tecnologia de soldadura
Repte:
Fiabilitat de la soldadura en entorns extrems (com ara reactors de fusió d'ultraalta temperatura).
· Estandardització del procés de soldadura a nanoescala (apilament 3D de xips).
· Visió per al 2030:
· Tecnologia de soldadura quàntica: ús del principi d'entrellaçament quàntic per aconseguir la unió de materials a nivell atòmic.
· Biosoldadura: Recerca i desenvolupament de soldadura biodegradable de baixa temperatura basada en enzims biològics.
· (2) Camps d'aplicació de la indústria de la tecnologia de soldadura del futur
· Vehicles de nova energia
· Aeroespacial
· Equipament mèdic
· Arquitectura
· III. Resum de la futura tecnologia de soldadura
· En una paraula, la tendència de desenvolupament i les perspectives de la tecnologia de soldadura són emocionants. Amb la innovació contínua de materials, equips i tecnologia d'automatització, la tecnologia de soldadura aconseguirà gradualment un desenvolupament eficient, d'alta qualitat i intel·ligent. Això proporcionarà més oportunitats i reptes per al desenvolupament de la indústria manufacturera. Tanmateix, també necessitem una investigació i exploració a fons, i promoure constantment la innovació i el progrés de la tecnologia de soldadura per satisfer les necessitats canviants del mercat. Només buscant constantment la innovació i el desenvolupament, la tecnologia de soldadura pot tenir un paper més important en el futur camp industrial. La tecnologia de soldadura ha trencat els límits de la fabricació tradicional i s'ha convertit en un centre d'innovació interdisciplinària. En la propera dècada, la seva integració creuada amb la intel·ligència artificial, la computació quàntica i la bioenginyeria remodelarà el panorama competitiu de la fabricació d'alta gamma global.
Data de publicació: 14 de març de 2025
