مع تطور العصر، تم تحسين تكنولوجيا بناء السفن بشكل مستمر، كما تطورت مواد بناء السفن وتصميمها مع تغير الزمن. تحدد "خطة التنمية المتوسطة والطويلة الأجل لصناعة بناء السفن" التي وافق عليها وأصدرها مجلس الدولة بوضوح المبادئ التوجيهية والأهداف التنموية لهذه الصناعة. والمبادئ التوجيهية هي تعميق الإصلاح، وتسريع التنمية، والتمسك بطريق التصنيع الجديد؛ تحسين قدرات البحث والتطوير المستقلة وقدرات الدعم للمعدات البحرية، وتعزيز القدرة التنافسية الأساسية لصناعة بناء السفن. يتم التركيز على كل من "الإدخال" و"الانطلاق إلى العالمية"، ويجب أن تركز شركات بناء السفن على إدخال واستيعاب التجهيز المعياري، واللحام الفعال، والقطع، وغيرها من تقنيات بناء السفن الرئيسية، بالإضافة إلى تقنيات إدارة إنتاج بناء السفن الحديثة.

حققت تكنولوجيا القطع بالليزر تقدمًا وتطورًا مستمرًا مع تقدم العصر، وقد زادت طاقة الليزر من 500 واط أو 1 كيلو واط الأولي إلى 30 كيلو واط أو 40 كيلو واط الحالي. يمكن أن يتطور القطع بالليزر بقوة لأنه يتمتع بمزايا لا يمكن استبدالها بطرق القطع التقليدية، مثل جودة القطع الجيدة، وسرعة القطع السريعة، والسلامة والخالية من التلوث، والقدرة على قطع مجموعة واسعة من المواد. يتم تطبيقه بشكل شائع في العديد من الصناعات مثل الطيران وبناء السفن وتزيين الأثاث والمعدات الطبية والآلات الزراعية وصناعة السيارات.

باعتباره تقنية لحام متقدمة، يتميز اللحام بالليزر بخصائص كفاءة اللحام العالية وجودة اللحام الجيدة واستهلاك أقل لمواد اللحام. بالنسبة للألواح متوسطة السُمك، يتم تطبيق اللحام الهجين بقوس الليزر، باعتباره تقنية اللحام المتقدمة الحالية، في صناعات مثل الطيران والنقل بالسكك الحديدية وآلات البناء والهياكل الفولاذية.

كما يتم أيضًا تطبيق التنظيف بالليزر، باعتباره تقنية جديدة لمعالجة الأسطح المعدنية، في الإنتاج الصناعي. يمكن للتنظيف بالليزر إزالة الطلاء والصدأ وطبقة أكسيد المعدن قبل اللحام وطبقة أكسيد ما بعد اللحام وما إلى ذلك من سطح المعدن.

بصفته البادئ في مقاطعة تشجيانغ "بنتا "خطة" مشروع البحث والتطوير، بنتا يقترح الليزر حلاً شاملاً لقطع ولحام السفن عالي الكفاءة، مع التركيز على التقنيات والمعدات الرئيسية للحام الهجين بقوس الليزر للألواح متوسطة السُمك.

حل متكامل للقطع واللحام بالليزر في بناء السفن

بنتا لقد جمعت شركة Laser بين استخدام اللحام الهجين بقوس الليزر في أحواض بناء السفن الألمانية مثل Meyer Werft وBlohm + Voss، بالإضافة إلى حوض بناء السفن CIMC Raffles الصيني، لاقتراح هذا الحل المتكامل.

يعتمد هذا الحل الشامل نهج خط الإنتاج ويتضمن وحدات مثل معالجة المواد الخام، والقطع بالليزر لألواح السفن، والقطع بالليزر للوحة الجناح على شكل حرف T والقطع بالليزر للوحة السفلية، ولحام قوس الليزر للوحة السفينة، واللحام الهجين بقوس الليزر على شكل حرف T، ولوحة السفينة ولحام الزاوية الهجين بقوس الليزر على شكل حرف T.

وحدة معالجة المواد الواردة

تتضمن وحدة معالجة المواد الواردة نظامًا آليًا "لمعالجة المواد الواردة، والتنظيف، والسفع بالخردق، والتصحيح، والطلاء، والنقل" للألواح. تم تصميم هذه الوحدة مع وضع الأتمتة في الاعتبار، مما يسمح للألواح بالتحرك على طول خط التجميع وإكمال خطوات المعالجة المسبقة. وهذا يقلل من الحاجة إلى الرفع اليدوي ونقل اللوحات، مما يوفر كلاً من القوى العاملة والموارد.

وحدة القطع بالليزر للوحة السفينة

تستخدم صناعة بناء السفن في المقام الأول مواد الألواح الفولاذية، ويأتي طلب القطع بشكل أساسي من ألواح السفن ومكونات العارضة T ومواد القطع الأخرى. يعتمد هذا الحل آلة القطع بالليزر ذات الحجم الكبير من سلسلة BULL بنتا، والتي يمكنها توسيع نطاق القطع إلى عرض 20 مترًا وطول 60 مترًا، مما يلبي احتياجات القطع لمعظم مواد الألواح.

تتميز الألواح الفولاذية لبناء السفن التي تم الحصول عليها من خلال القطع بالليزر بجودة قطع جيدة، وعمودية جيدة لحافة القطع، وعدم وجود خبث معلق، وطبقة أكسيد رقيقة، وسطح أملس، ولا حاجة للمعالجة الثانوية، ويمكن لحامها مباشرة، ولديها الحد الأدنى من التشوه الحراري. تعمل الدقة العالية للقطع المنحني على تقليل وقت التركيب وتحقق قطعًا سلسًا لألواح السفن الدقيقة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن آلة القطع بالليزر لديها مزايا كبيرة في معالجة الألواح المتوسطة والسميكة. سرعتها أسرع من القطع بالبلازما التقليدية، ومع زيادة الطاقة، تزيد أيضًا سرعة القطع لألواح الفولاذ الكربوني من 10 مم إلى 50 مم. وبالمثل، مع زيادة الطاقة، يستمر سمك القطع الأقصى لألواح الفولاذ الكربوني في الزيادة.

وحدة اللحام الهجين بقوس الليزر للوحة السفينة

عادةً ما يستخدم اللحام التقليدي لربط ألواح السفن اللحام المحمي بالغاز وطرق اللحام بالقوس المغمور. بالنسبة للألواح السميكة، يلزم قطع الأخدود واللحام متعدد الطبقات. بالنسبة لمواضع معينة من لوحة السفينة، نظرًا لسمكها، يجب قلبها للحام بعد لحام الجانب الأمامي. عملية التصنيع كثيفة العمالة وتتطلب قدرا كبيرا من القوى العاملة والموارد. مع اللحام الهجين بقوس الليزر، من الممكن تحقيق اللحام من جانب واحد والتشكيل على الوجهين دون قطع الأخدود على الألواح السميكة. يمكن أن تصل سرعة اللحام بشكل عام إلى 1.2 متر/دقيقة أو أعلى، وكفاءة اللحام أعلى بـ 5-8 مرات من طرق اللحام التقليدية. بعد اللحام، يكون للوحة تأثير تشكيل أفضل ولا تتطلب معالجة ثانوية لدرزة اللحام.

في وحدة اللحام الهجين بقوس الليزر للوحة السفينة، بنتا اقترح الليزر حلاً للحام الهجين بقوس الليزر المزدوج على نطاق واسع. تعمل القنطرة المزدوجة كآلية حركة لرأس اللحام الهجين وتعمل أيضًا كحامل التثبيت. في الموضع المركزي للقنطرة المزدوجة، يتم ترتيب قاطعة الطحن القرصية لإجراء المعالجة الميكانيكية على الوجه النهائي للوحة السفينة المنقولة، مما يمنع طبقة أكسيد القطع من تلويث حوض اللحام والتأثير على جودة اللحام. في نفس الوقت، يتم تركيب رأس التنظيف بالليزر أمام رأس اللحام الهجين بالليزر لإزالة الطلاء السطحي في موضع المفصل، مما يمنع الطلاء من التأثير على عملية اللحام.

في وحدة اللحام الهجين بقوس الليزر T Beam، يستخدم لحام T Beam التقليدي عادةً آلة لحام ومعايرة مركبة مع قوس مغمور أو لحام مزدوج الدرع كمصدر للحرارة. سرعة اللحام بشكل عام هي 0.3-0.5m/min، ويجب لحام كلا الجانبين في وقت واحد. يتطلب كمية كبيرة من أسلاك اللحام والتدفق أثناء عملية اللحام. غالبًا ما يتعرض كمر T لتشوه كبير بعد اللحام، كما أن كفاءة التصحيح تكون منخفضة أيضًا. وبناء على هذا الوضع، بنتا قامت شركة Laser بتطوير آلة متخصصة للحام الهجين بقوس الليزر على شكل حرف T. الهيكل الرئيسي لهذه الآلة مشابه لآلة اللحام والمعايرة الزاوية التقليدية. يستخدم كلا من الليزر والقوس كمصادر للحرارة. يمكن لمصادر الحرارة المزدوجة تحسين كفاءة اللحام وتقليل إدخال الحرارة إلى خط اللحام.

في لوحة السفينة التقليدية واللحام بزاوية T Beam، يتم استخدام التجميع اليدوي واللحام اليدوي واللحام المستمر بواسطة سيارة صغيرة بشكل شائع. بالمقارنة مع تقنيات اللحام المتقدمة في الخارج، فإن طريقة الإنتاج هذه قديمة، مما يؤدي إلى تشوهات اللحام الكبيرة وانخفاض كفاءة الإنتاج.

بناء على هذا، بنتا اقترح الليزر لوحة سفينة وحل لحام زاوية هجين بقوس الليزر T Beam. يستخدم هذا الحل كلا من الليزر والقوس كمصادر للحرارة. يقع الليزر بزاوية صغيرة على خط اللحام بين لوحة السفينة وشعاع T. يمكن لدرزة اللحام بعد اللحام أن تحقق اللحام أحادي الجانب مع التشكيل على الوجهين. بالمقارنة مع اللحام القوسي التقليدي للسيارات الصغيرة، فإن هذه الطريقة تعمل على تحسين كفاءة الإنتاج بنسبة 5-8 مرات وتقليل استهلاك مواد اللحام بأكثر من 3 مرات، مما يجعلها أفضل بديل للحام التقليدي.

في ملخص، بنتا يمكن أن يوفر الليزر حلاً كاملاً بدءًا من معالجة المواد وحتى اللحام والتجميع. باعتبارها مؤسسة خاضعة لسيطرة أجنبية، بنتا تكنولوجيا الليزر عالمية، والمعدات يتم إنتاجها محليًا، والخدمات محلية. تدفع المنافسة الشرسة بشكل متزايد السوق إلى المطالبة بتحسينات في عمليات التصنيع الذكية لبناء السفن، وسلامة مواد السفن، والموثوقية، والجودة. مما لا شك فيه أن تقنيات القطع واللحام التقليدية في بناء السفن سيتم استبدالها بتقنيات جديدة. وسيحتل الليزر، المعروف باسم "أسرع سكين"، و"أدق مسطرة"، و"ألمع ضوء"، مكانة محورية في عملية تصنيع بناء السفن الذكية بسبب دقته العالية، وكفاءته العالية، وغيرها من الخصائص، سواء كانت إنه للقطع المسطح أو اللحام.

تطبيق تكنولوجيا التنظيف بالليزر في بناء السفن

تعد تقنية التنظيف بالليزر تقنية واعدة ومهمة للغاية تعمل على تغيير حماية البيئة الصناعية تدريجيًا. في السنوات الأخيرة، أصبحت سياسات حماية البيئة في الصين صارمة بشكل متزايد، مما أدى إلى النمو السريع في الطلب على التنظيف بالليزر في السوق الصينية.

التنظيف بالليزر هو عملية إزالة المواد من سطح صلب (أو سائل في بعض الأحيان) عن طريق تشعيعها باستخدام شعاع الليزر. عند تدفق الليزر المنخفض، تمتص المادة طاقة الليزر وتسخن، مما يسبب التبخر أو التسامي. عند تدفق الليزر العالي، يتم تحويل المادة عادةً إلى بلازما.

بالمقارنة مع طرق التنظيف التقليدية مثل التنظيف بالاحتكاك الميكانيكي، والتنظيف بالتآكل الكيميائي، والتنظيف القوي للصدمات السائلة والصلبة، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية عالية التردد، فإن التنظيف بالليزر له مزايا كبيرة.

التنظيف بالليزر هو طريقة تنظيف صديقة للبيئة ولا تتطلب استخدام أي مواد كيميائية أو سوائل تنظيف. تكون النفايات الناتجة عن التنظيف بالليزر في الغالب على شكل مسحوق صلب، وهو صغير الحجم وسهل التخزين وقابل لإعادة التدوير. وهذا يحل بسهولة مشكلة التلوث البيئي الناجم عن التنظيف الكيميائي.

غالبًا ما تتضمن طرق التنظيف التقليدية التنظيف التلامسي، والذي يطبق قوى ميكانيكية على سطح الجسم الذي يتم تنظيفه، مما يؤدي إلى تلف السطح أو التصاق وسيط التنظيف بسطح الجسم، مما يجعل من الصعب إزالته ويسبب تلوثًا ثانويًا. إن طبيعة التنظيف بالليزر غير الكاشطة وغير المتصلة تعمل على حل هذه المشكلات بشكل فعال.

يمكن نقل الليزر من خلال الألياف الضوئية ودمجه مع الأنظمة الروبوتية، مما يتيح عمليات مريحة لمسافات طويلة وتنظيف المناطق التي يصعب الوصول إليها باستخدام الطرق التقليدية. وهذا يضمن سلامة الموظفين في البيئات الخطرة.

يمكن للتنظيف بالليزر إزالة أنواع مختلفة من الملوثات من أسطح المواد المختلفة، مما يحقق نظافة لا تستطيع طرق التنظيف التقليدية تحقيقها. يمكنه أيضًا تنظيف الملوثات الموجودة على سطح المواد بشكل انتقائي دون الإضرار بالمادة نفسها.

التنظيف بالليزر فعال للغاية وموفر للوقت.

في عملية بناء السفن، غالبًا ما تكون هناك حاجة لإزالة الصدأ على مساحة كبيرة من الفولاذ وإزالة الطلاء من الأسطح المعدنية. يمكن أن يحل التنظيف بالليزر، بما يتمتع به من مزايا المعالجة، محل الطرق التقليدية مثل التلميع الميكانيكي أو السفع الرملي المائي. من خلال ضبط المعلمات مثل طاقة الليزر وتردده، يمكن ضمان عتبة إزالة الملوثات المستهدفة، وبالتالي حماية الركيزة من تلف الليزر. من خلال ضبط عرض المسح وفقًا لسطح التنظيف، يمكن تنظيف عروض الأسطح المختلفة بشكل فعال، مما يضمن دقة منطقة التنظيف. علاوة على ذلك، يمكن لليزر كمصدر للطاقة النظيفة أن يمنع بشكل فعال الأمراض المهنية بين العمال، ومن خلال طرق إزالة الغبار الفعالة، يقلل التلوث.

في الختام، فإن تطبيق تقنية التنظيف بالليزر في بناء السفن يوفر فوائد كبيرة مثل الصداقة البيئية، والتنظيف بدون تلامس، والعمليات عن بعد، والتنظيف الانتقائي، والكفاءة العالية، وسلامة العمال.

تعد الميكنة والأتمتة للقطع واللحام من الاتجاهات الرئيسية في صناعة بناء السفن، ومع تطور تكنولوجيا اللحام بالليزر وزيادة تبادل المعلومات، سيصبح هذا الاتجاه واضحًا بشكل متزايد. منذ عام 2018، بنتا استثمرت شركة Laser موارد بشرية ومادية كبيرة في آلات القطع واللحام والقطع بالليزر وقطع الأنابيب وآلات القطع واسعة النطاق بالليزر ثلاثي الأبعاد، مما أدى إلى تحقيق نتائج مهمة. المنتجات ناضجة وتم تركيبها على دفعات في السوق. وعلى وجه الخصوص، في مجال اللحام بالليزر، قامت الشركة بتعيين خبراء فنيين من ألمانيا وإيطاليا، مما مكننا من تحسين تكنولوجيا اللحام لدينا إلى مستوى محلي رائد. ابتداءً من عام 2019، بنتا تقوم شركة Laser بإنتاج معدات اللحام بالليزر المحمولة بشكل ثابت، مع أكثر من ألف مجموعة تم تطبيقها وتصديرها إلى الأسواق الدولية.

لقد كنا نبتكر باستمرار لتقديم أفضل الحلول وأكثرها كفاءة لمختلف الصناعات حول العالم.