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新能源環境

激光焊接技術在氫能產業中的應用

fun88网页下载 來源:華工激光2025-02-17 我要評論(0 )   

在全球能源轉型的大趨勢下,減少碳排放、提高能源利用效率成為(wei) 共識,氫能作為(wei) 一種清潔、高效、可持續的能源,正逐漸成為(wei) 全球能源轉型的關(guan) 鍵方向。製氫和用氫是氫能產(chan) 業(ye) ...

在全球能源轉型的大趨勢下,減少碳排放、提高能源利用效率成為(wei) 共識,氫能作為(wei) 一種清潔、高效、可持續的能源,正逐漸成為(wei) 全球能源轉型的關(guan) 鍵方向。製氫和用氫是氫能產(chan) 業(ye) 鏈中的核心環節,在提質增效的智能製造浪潮中,激光焊接技術發揮著至關(guan) 重要的作用。

 

一、製氫——大規模生產(chan) 提質增效

電解槽是氫能製取領域的核心設備,目前國內(nei) 以堿性電解槽技術路線為(wei) 市場主流,約占全球產(chan) 能的70%左右。隨著氫能產(chan) 業(ye) 的快速發展,電解水製氫技術目前產(chan) 業(ye) 正處於(yu) 研發成果產(chan) 業(ye) 化和高質量建設的關(guan) 鍵時期,然而在電解槽相關(guan) 製造中,90%以上的生產(chan) 製備工藝尚無標準可循,80%以上的廠家還處於(yu) 人工程度,市場對電解槽的性能、質量和生產(chan) 效率都提出了更高的要求,針對MW級電解槽高效精密加工存在關(guan) 鍵技術及批量工程化問題,進行技術攻關(guan) ,實現關(guan) 鍵技術自主可控和電解槽性能指標提升具有重要意義(yi) 。

電解槽的製造涉及大量的焊接工藝,包括極框、極板、板網等部件的焊接。傳(chuan) 統的焊接技術在效率、精度和質量穩定性方麵存在諸多不足,難以滿足大規模、高質量生產(chan) 的需求,激光焊接技術憑借其高效、精準、穩定的特性脫穎而出。

相較於(yu) 傳(chuan) 統焊接方法,激光能量密度高,能快速熔化金屬,提高焊接效率。同時激光焊接能夠精確控製熱量輸入,熱影響區(HAZ)範圍小,從(cong) 而顯著減少氣孔、裂紋等焊接缺陷,避免焊接變形,一次成型,焊縫質量高,雙側(ce) 焊縫飽滿均勻,減少後續再加工,提高整個(ge) 工序的生產(chan) 效率。

 

麵對堿槽生產(chan) 批量一致性差、檢測數據無法實時反饋等難題,華工激光憑借先進的激光技術和深厚的智能裝備製造經驗,行業(ye) 首創焊縫跟蹤+單麵焊接雙麵成型技術,自主研發堿槽極板雙麵智控焊接機器人,無需人工示教軌跡,實現焊縫XYZ三個(ge) 方向實時跟隨,自主糾偏,實時調節焊接工藝,同時焊接變形小,無需碾壓工序校正,1000Nm³/h焊接後形變≤1mm,顯著提高堿槽生產(chan) 質效。

為(wei) 助力產(chan) 線不斷技術升級,實現高效自動化、智能化生產(chan) ,解決(jue) 人工效率低、手工生產(chan) 占比高的行業(ye) 痛點,華工激光打造了國內(nei) 首條GW級堿性電解槽全自動化產(chan) 線,包含原材料立車立銑、來料尺寸檢測、極框主極板及板網切割、極板焊接、AOI檢測,氦檢、槽體(ti) 組裝、測試等工序的生產(chan) 加工,搭配智能物流係統和數字化管控係統,兼容 500-2000 Nm³/h不同規格尺寸產(chan) 品生產(chan) ,能夠實現從(cong) 原材料加工到成品組裝的全流程自動化生產(chan) ,滿足氫能市場增長下堿槽批量化、大規模、高質量生產(chan) 的需求,助力堿槽工廠內(nei) 生動力加速智能製造轉型升級。

 

二、用氫——高質高效自動化生產(chan)

隨著燃料電池技術的不斷成熟和市場的逐步擴大,作為(wei) 燃料電池的核心組件之一,雙極板市場的競爭(zheng) 也愈發激烈。

雙極板是實現氫能高效轉化和利用的關(guan) 鍵部件,起到將電極和電解液分開,同時在電極之間傳(chuan) 導電流的作用。金屬雙極板主要由陰極板與(yu) 陽極板構成,兩(liang) 塊厚度在50μm-100μm之間的超薄金屬板被緊密焊接起來,疊加組裝形成氫、氧、水三個(ge) 獨立流道,彼此分離,對密封性、牢固性、平整度等方麵的要求極高,加工難度極大,傳(chuan) 統焊接存在治具壓合一致性差、焊縫質量難以保證、焊縫拐點工藝不均、生產(chan) 控製效率低下等問題,一直以來都是製約氫燃料電池產(chan) 業(ye) 化商業(ye) 化發展的瓶頸之一。

通常,一組雙極板上會(hui) 有1米甚至更長的焊縫,一塊燃料電池約由400組雙極板構成,假設一條燃料電池生產(chan) 線年產(chan) 能100萬(wan) 塊,那麽(me) 該生產(chan) 線所需要的焊縫長度將超過40萬(wan) 公裏。麵對如此巨大的焊接需求,傳(chuan) 統的雙極板加工工藝已經無法滿足日益膨脹的燃料電池產(chan) 業(ye) 的發展需要,更精密、更高效的激光焊接工藝成為(wei) 廠商們(men) 降本增效的理想之選。

針對超薄金屬雙極板疊加後需密封焊接分離氫、氧、水三流道的需求,傳(chuan) 統膠粘密封技術存在溢膠、效率低、自動化程度低、易老化及不耐酸堿腐蝕等痛點,激光加工技術具備效率高、自動化程度高,焊縫抗疲勞及密封性優(you) 良等優(you) 勢,已大規模批量加工應用。

 

華工激光早在2016年就開始針對氫能領域的高效精密激光加工中關(guan) 鍵技術及批量工程化問題進行攻關(guan) 研究,不斷拓展激光在氫能源行業(ye) 的應用場景,挖掘“激光+”的市場空間,在激光加工智能裝備領域擁有深厚的技術積累和豐(feng) 富的行業(ye) 經驗。

為(wei) 實現極板高效加工和批量關(guan) 鍵技術自主可控,華工激光著力攻克雙極板高效焊接技術瓶頸,采用高質量激光光源使材料迅速融合,有效控製熱輸入,減少熱變形,且功率穩定性控製在±2%,焊縫寬度控製在0.2±0.02mm,熔接寬度控製在60%以上,保證整體(ti) 焊縫焊接質量,進而確保焊縫的強度和氣密性<0.01sccm。同時,華工激光攻克光束整形技術,通過低成本的外光路“點環”整形技術實現焊接降飛濺,既能有效降低雙極板密封焊接飛濺,又能規模化批量應用。

 

隨著氫能產(chan) 業(ye) 的快速發展,市場對氫能源智能裝備的性能和質量要求將提出更高的要求,激光焊接技術也將在生產(chan) 中發揮更加重要的作用。華工激光將繼續深耕激光加工領域,致力為(wei) 行業(ye) 打造提供自動化、智能化程度高的先進智能裝備、集成產(chan) 線、智慧工廠,提供高效、精準、可靠的氫能源行業(ye) 智能加工解決(jue) 方案,為(wei) 氫能產(chan) 業(ye) 的發展注入強勁動力,助力構建綠色、低碳、可持續的能源未來。


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