{"id":13395,"date":"2023-12-11T13:46:31","date_gmt":"2023-12-11T05:46:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.jqlaser.com\/?p=13395"},"modified":"2023-12-11T13:46:34","modified_gmt":"2023-12-11T05:46:34","slug":"research-status-and-application-of-laser-processing-technology-in-marine-engineering","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/research-status-and-application-of-laser-processing-technology-in-marine-engineering\/","title":{"rendered":"Stato della ricerca e applicazione della tecnologia di elaborazione laser nell'ingegneria navale"},"content":{"rendered":"

Applicazione della tecnologia di taglio laser nell'ingegneria navale <\/h2>\n\n\n\n

La richiesta di taglio dei metalli nel campo dell'ingegneria navale \u00e8 enorme. Le tecnologie tradizionali di taglio dei metalli sono la tecnologia di taglio a fiamma ossigenata ad alta velocit\u00e0 e la tecnologia di taglio al plasma ad arco. Tuttavia, entrambe presentano carenze come la bassa velocit\u00e0 di taglio, la grande deformazione termica del pezzo e la difficolt\u00e0 di garantire l'accuratezza del prodotto. Poich\u00e9 la concorrenza nel mercato dell'ingegneria offshore si fa sempre pi\u00f9 agguerrita e i profitti dell'industria continuano a diminuire, i clienti stanno diventando sempre pi\u00f9 severi sulla qualit\u00e0. La tecnologia tradizionale di taglio dei metalli non \u00e8 in grado di soddisfare la domanda del mercato e viene gradualmente eliminata dal mercato. Le caratteristiche del laser determinano che la tecnologia di taglio laser presenta grandi vantaggi rispetto ad altre tecnologie. Utilizza un raggio laser ad alta energia per irradiare la superficie del pezzo da lavorare e vaporizzare il materiale in un tempo molto breve, quindi utilizza un gas ausiliario per rimuovere i residui. Camminare per formare una fessura, diagramma schematico della tecnologia di taglio laser. Si pu\u00f2 notare che durante la lavorazione laser non c'\u00e8 contatto diretto tra il laser e il materiale e non \u00e8 necessario alcun utensile che partecipi al taglio nel programma di lavorazione. Pertanto, non vi \u00e8 alcun impatto o forza diretta sul pezzo da lavorare, che non subir\u00e0 deformazioni plastiche o elastiche. L'energia del raggio laser \u00e8 molto elevata, la densit\u00e0 \u00e8 forte, la velocit\u00e0 di lavorazione \u00e8 veloce e lavora una parte del pezzo, con un impatto minimo sulle altre parti, evitando cos\u00ec la deformazione del pezzo dovuta al calore. Nel 1992, l'azienda navale europea Vosper Thorny Croft ha assemblato la prima apparecchiatura di taglio laser al mondo e l'ha applicata con successo all'industria navale. Successivamente, anche la societ\u00e0 di costruzioni navali Bender negli Stati Uniti ha installato la prima apparecchiatura di taglio laser ad alta potenza al mondo, il laser Tanaka LMX III, per migliorare ulteriormente la qualit\u00e0 di lavorazione del taglio laser e ridurre i costi di produzione. Dopo l'ingresso nel XXI secolo, i laser a fibra sono stati ampiamente utilizzati nel campo del taglio dell'ingegneria navale grazie all'eccellente qualit\u00e0 del fascio, all'elevata efficienza di conversione elettro-ottica, alle dimensioni ridotte a parit\u00e0 di potenza e alla migliore flessibilit\u00e0 di lavoro garantita dalla trasmissione in fibra ottica. Jae Sung Shin et al. hanno utilizzato un laser in fibra da 6 kW per studiare le prestazioni di taglio del laser in fibra ad alta velocit\u00e0 su lastre di acciaio inossidabile; Antti Salminen et al. hanno utilizzato un laser in fibra da 5 kW per studiare gli effetti della potenza del laser, della velocit\u00e0 di taglio e della pressione del gas ausiliario sulle prestazioni e sulla qualit\u00e0 del taglio.<\/p>\n\n\n\n

\"lqlpkhxd<\/figure>\n\n\n\n

Applicazione della tecnologia di saldatura laser nell'ingegneria navale <\/h2>\n\n\n\n

Le lamiere metalliche di vari materiali sono i materiali pi\u00f9 comunemente utilizzati nel campo dell'ingegneria navale. Per assemblare le lamiere in attrezzature di ingegneria navale come navi, piattaforme di perforazione offshore e navi ausiliarie offshore, si utilizzano solitamente metodi di saldatura. Da eseguire. I metodi di saldatura tradizionali comprendono la saldatura a gas, la saldatura ad arco sommerso, la saldatura MIG\/TIG, ecc. Questi metodi spesso generano una grande quantit\u00e0 di calore durante il processo di saldatura, causando la deformazione del pezzo a causa dell'eccessivo riscaldamento. Le aziende produttrici di apparecchiature devono spendere tempo e costi aggiuntivi per correggere questi difetti, che a loro volta incidono sull'efficienza produttiva e sui margini di profitto dell'azienda. La saldatura laser \u00e8 una nuova tecnologia di saldatura nata dallo sviluppo e dall'applicazione della tecnologia laser. Il processo di saldatura \u00e8 di tipo a conduzione termica. Il laser irradia la superficie della piastra e il calore si diffonde dalla superficie della piastra all'interno attraverso la conduzione termica. Ottimizzando i parametri specifici dell'impulso laser, come la potenza, la frequenza, l'ampiezza dell'impulso e cos\u00ec via, \u00e8 possibile fondere e formare un pool fuso specifico sulla superficie locale della piastra. Pertanto, rispetto alla tecnologia di saldatura tradizionale, la saldatura laser non entra in contatto con il pezzo da saldare e presenta vantaggi unici, quali cordoni di saldatura di dimensioni ridotte, elevata resistenza e alta efficienza. Inoltre, la tecnologia di saldatura laser e la tecnologia di taglio laser possono essere ben integrate per ottenere una produzione altamente automatizzata di attrezzature di ingegneria offshore. Sebbene la tecnologia di saldatura laser presenti dei vantaggi unici, ha anche dei limiti che non possono essere ignorati, come i requisiti di alta precisione per l'assemblaggio della saldatura, la scarsa capacit\u00e0 di colmare il bagno fuso e la scarsa stabilit\u00e0 del processo di saldatura. L'esistenza di questi problemi limita lo spessore e l'efficienza della saldatura laser e ostacola la promozione e l'applicazione della tecnologia di saldatura laser nel campo dell'ingegneria navale. Per risolvere questi problemi, \u00e8 stata sviluppata la tecnologia di saldatura ibrida laser-MIG\/TIG. Questa tecnologia combina due diverse fonti di calore, il laser e l'arco, per lavorare un pezzo contemporaneamente, in modo da sfruttare appieno i rispettivi vantaggi e compensare le rispettive carenze. Wang Jun della Huazhong University of Science and Technology utilizza sia un laser a fibre che una saldatrice MIG per eseguire una saldatura ibrida laser-MIG su piastre in lega di alluminio. La deformazione e le sollecitazioni del pezzo dopo la saldatura sono molto ridotte e la superficie saldata \u00e8 bella, senza pori, crepe e altri comuni problemi di saldatura. difetti, e la saldatura ha eccellenti propriet\u00e0 meccaniche, con una resistenza alla trazione di 220 MPa. L'Universit\u00e0 di Aeronautica e Astronautica di Pechino ha utilizzato laser CO2 e saldatrici TIG a impulsi CA e CC per condurre esperimenti di saldatura ibrida laser-TIG a doppia focalizzazione su acciaio inossidabile 304. I risultati degli esperimenti mostrano che la saldatura ad arco laser rotante a doppio raggio pu\u00f2 stabilizzare il processo di saldatura e migliorare la qualit\u00e0 e l'efficienza della saldatura dell'acciaio inossidabile 304. Inoltre, oltre a migliorare la tecnologia laser, gli studiosi hanno sviluppato una tecnologia di tracciamento dei cordoni di saldatura laser, in grado di rilevare e controllare il processo di saldatura in tempo reale. \u00c8 stato sviluppato un metodo automatizzato di rilevamento dei cordoni di saldatura che integra in modo ottimale la testa di saldatura laser e il modulo di tracciamento video CCD per ottenere il tracciamento in tempo reale della saldatura laser. A. Belitzki et al. hanno applicato una rete neurale artificiale al processo di saldatura laser, in grado di prevedere la tendenza alla deformazione futura in base ai parametri di saldatura nell'area locale. L'applicazione completa di queste tecnologie pu\u00f2 risolvere i limiti della saldatura laser e promuovere una ricerca approfondita sulla tecnologia di saldatura laser nel campo dell'ingegneria navale.<\/p>\n\n\n\n

Applicazione della tecnologia di pulizia laser nell'ingegneria navale <\/h2>\n\n\n\n

Nell'ambiente marino, a causa dell'influenza di vari fattori come l'acqua di mare, la brezza marina e le correnti oceaniche, la superficie dell'acciaio delle apparecchiature di ingegneria navale \u00e8 soggetta alla corrosione per evoluzione dell'idrogeno, formando cos\u00ec una superficie di ossido di ferro sciolto. Gli atomi di O e gli ioni H esterni possono diffondersi nell'acciaio attraverso l'ossido di ferro, causando una continua ossidazione e corrosione dell'acciaio, riducendo la durata di vita e la resistenza al vento e alle onde delle apparecchiature di ingegneria offshore. \u00c8 quindi necessario adottare misure per rimuovere tempestivamente gli ossidi dalla superficie dell'acciaio, ridurre la probabilit\u00e0 di incidenti nelle attrezzature di ingegneria navale e migliorare la capacit\u00e0 di resistere ai rischi. L'uso del laser come mezzo per rimuovere gli ossidi dalle superfici metalliche \u00e8 una tecnologia ad alta tecnologia che \u00e8 stata gradualmente sviluppata negli ultimi anni con la ricerca e lo sviluppo della tecnologia di elaborazione laser. Si tratta della cosiddetta tecnologia di pulizia laser. Questa tecnologia utilizza un raggio laser con una certa energia per irradiare l'area arrugginita, provocando un rapido riscaldamento della superficie e innescando una serie di reazioni come la diffusione termica, l'espansione termica e lo stress termico, facendo cos\u00ec cadere la ruggine senza danneggiare la superficie del substrato. Essendo un tipo di tecnologia di lavorazione laser, la tecnologia di pulizia laser presenta anche le caratteristiche tipiche della lavorazione laser, come l'elevato grado di automazione, l'ecocompatibilit\u00e0 e l'assenza di inquinamento, la rimozione fine, la facilit\u00e0 di funzionamento e la lavorazione senza contatto. Pertanto, la tecnologia di pulizia laser presenta vantaggi significativi in ambienti marini complessi e difficili e pu\u00f2 essere ampiamente utilizzata nelle attrezzature di ingegneria marina, come le piattaforme di perforazione sperimentale in alto mare, la produzione di navi, ecc. Lu et al. dell'Universit\u00e0 Nazionale di Singapore hanno utilizzato laser molecolari per pulire al laser l'acciaio inossidabile e hanno scoperto che quando la densit\u00e0 di energia del laser \u00e8 maggiore e il numero di impulsi laser \u00e8 pi\u00f9 elevato, la capacit\u00e0 di pulizia del laser \u00e8 maggiore. Per rimuovere la vernice dalla lega di alluminio 2024 \u00e8 stato utilizzato un laser CO2. Dopo una scansione laser, lo strato di vernice sulla superficie della lega di alluminio \u00e8 caduto completamente, mentre la matrice \u00e8 rimasta intatta. Inoltre, la tecnologia di pulizia laser pu\u00f2 produrre cambiamenti caratteristici permanenti sulla superficie dei materiali in acciaio marino durante il processo di lavorazione, come una maggiore resistenza alla corrosione, durezza e resistenza all'ossidazione. La tecnologia di pulizia laser \u00e8 stata utilizzata per pulire la superficie del tubo Ti-3Al-2,5 V, quindi \u00e8 stata saldata e sono stati rilevati i cambiamenti nella morfologia superficiale, nella durezza, nella composizione chimica, nella struttura metallografica e in altre propriet\u00e0 dopo la saldatura. Gli esperimenti dimostrano che saldando il pezzo dopo la pulizia laser, il campione preparato ha una migliore qualit\u00e0 di saldatura. Rechner et al. hanno eseguito la pulizia laser sulla lega di alluminio AW6016 e hanno utilizzato metodi di rilevamento pertinenti per osservare i cambiamenti nelle propriet\u00e0 del materiale prima e dopo la pulizia. Hanno scoperto che la pulizia laser non solo ha rimosso la pellicola di ossido sulla superficie della lega di alluminio, ma ha anche migliorato le propriet\u00e0 superficiali del materiale. Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo della tecnologia laser, sono stati sviluppati laser a fibra con una migliore qualit\u00e0 del fascio, una maggiore efficienza e affidabilit\u00e0. Questo tipo di laser ha un'elevata frequenza di ripetizione, un'ampiezza d'impulso che va da alcuni nanosecondi a centinaia di nanosecondi e un'energia di un singolo impulso che pu\u00f2 raggiungere i millijoule, il che lo rende un grande vantaggio nella pulizia laser in campo industriale, soprattutto nel campo dell'ingegneria navale. . Allo stesso tempo, i laser a fibra hanno bassi costi di funzionamento e manutenzione, ingombri ridotti e sono facili da integrare con altri sistemi di automazione. Pertanto, il laser in fibra \u00e8 una delle importanti direzioni di sviluppo della tecnologia di pulizia laser.<\/p>\n\n\n\n

Conclusione <\/h2>\n\n\n\n

La tecnologia di lavorazione laser presenta molti vantaggi unici, come l'alta densit\u00e0 di energia, il ridotto effetto termico e l'elevato grado di automazione. Lo sviluppo e l'applicazione della tecnologia di lavorazione laser fornisce metodi di lavorazione migliori e pi\u00f9 rapidi per le attrezzature di ingegneria navale e migliora l'efficienza produttiva delle attrezzature di ingegneria navale. Attualmente, la moderna tecnologia di lavorazione laser si \u00e8 sviluppata nella direzione dell'intelligenza, il che promuover\u00e0 notevolmente la profondit\u00e0 e l'ampiezza dell'applicazione della tecnologia di lavorazione laser ad alta precisione nel campo dell'ingegneria navale. La tecnologia di elaborazione laser non solo pu\u00f2 essere ampiamente utilizzata nel campo dell'ingegneria navale, ma pu\u00f2 anche essere applicata a settori di alto livello come l'aerospaziale, la produzione di automobili e la biomedicina. Pertanto, \u00e8 necessario promuovere lo sviluppo del lavoro di ricerca nazionale pertinente in combinazione con le condizioni nazionali, in modo che la tecnologia di elaborazione laser possa svolgere un ruolo importante nella difesa marittima e nella costruzione economica del mio Paese, e promuovere l'industria manifatturiera di ingegneria marina del mio Paese per diventare un'industria di livello mondiale il pi\u00f9 presto possibile.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Application of laser cutting technology in marine engineering There is a huge demand for metal cutting in the field of marine engineering. The traditional metal cutting technologies are high-speed oxygen-flame cutting technology and plasma arc cutting technology. However, both of them have shortcomings such as slow cutting speed, large thermal deformation of the workpiece, and […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":13398,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","footnotes":""},"categories":[13],"tags":[],"class_list":["post-13395","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-cutting-machine-guide"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13395","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13395"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13395\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13399,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13395\/revisions\/13399"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13398"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13395"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13395"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jqlaser.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13395"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}