位于上海市嘉定區華亭鎮的上海凌士通不銹鋼管有限公司（以下簡稱“凌士通”），原是上鋼五廠聯營廠，也是國內較早生產工業用高精端焊接管材的企業。自2004年從國營廠轉制以來，公司始終專注于工業用高精端焊接管材，其產品在核電、化工、食品和醫療等行業得到廣泛應用。2019年凌士通引進了IPG的TPS管材和型材激光焊接系統，這同時也是該系統在國內高端焊管生產的首次應用。
引入生產利器，收獲顯著成效
目前，凌士通公司承接的管材焊接業務包括奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、超級奧氏體不銹鋼，特殊不銹鋼合金、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金，可提供優質的高精端縱向焊接直管、U形管、盤管、鰭片管、異型管、焊接拉拔管及焊接管深加工。除春節假期和周日停機外，公司的12條焊管生產線都是接近24小時滿負荷運作。從最初入料到最后封裝，一條管材焊接生產線包括成型、焊接、整平、打磨、熱處理、定經、切割、物理探傷8道工序環節。
“我們之所以選擇IPG，一是為了提升焊接速度，二是為了確保焊接質量，”公司總經理徐忠表示。經過TPS焊接系統的管材，其焊縫表現出色，焊縫的燒傷面明顯下降，從原先的6mm-7mm減小至2mm-3mm。在車間的TPS焊接生產線上，筆者看到，一條1.2mm厚度的管材正在作業，此時的焊接速度是8.6m/min，而一旁的氬弧焊生產線的焊接速度是2.9m/min，作業中的管材壁厚也是1.2mm，兩種焊接工藝相比結果一目了然。
凌士通公司 TPS 焊接生產線
據凌士通技術團隊驗證，TPS激光焊接系統在現有模具基礎上焊接不銹鋼（φ19.05×1,304L）的速度可以達到8.9m/min，預計還有50%的改善空間。在沒有額外增加人力成本的情況下，與氬弧焊相比產能提高了3倍，設備運行和維護成本也相對較低。
在生產車間，不同的管材厚度對應不同的焊接速度。即使在同等條件下，采用TPS焊接系統的產量明顯高于采用傳統工藝的產量。盡管擁有這樣一臺生產利器，但是凌士通在生產規劃上還是有所取舍。徐忠談到，“我們現在主要是將具有高附加值和高端管材的焊接任務，讓TPS焊接生產線承擔，其余生產訂單仍采用氬弧焊和等離子焊?！?/p>
承接高端生產任務，立下2021年“小目標”
在選擇IPG光纖激光器前，凌士通也做足了“功課”。在為期兩年的項目準備期內，徐忠和他的技術團隊曾接觸過數家國內激光企業，經過幾個月的試驗調試，結果始終沒有達到令人滿意的效果。公司團隊還考慮過CO2激光器，但因為CO2激光器需要用到特殊氣體，長時間使用后還會出現功率衰減。
徐忠表示，最終選擇TPS激光焊接系統，一是這套系統能達到公司對產品的質量要求；二是因為IPG作為世界領先的激光器制造商，具備先進的技術和豐富的行業經驗，公司嘗試新的加工方式，會帶來很大的信心和幫助。
TPS激光焊接系統是IPG專為焊接或制造較長管材和型材而開發，配備了IPG6kW激光器。該系統集成了焊接頭和焊縫跟蹤裝置以及精密的三軸運動平臺，在壁厚為0.7mm4mm的碳鋼和不銹鋼連續成形管上提供飽滿的、無氧化、低熱影響區域的焊縫。
TPS 焊接系統用戶界面
目前，這條TPS焊接生產線承擔了公司最高檔管材的作業任務，涉及核電、潔凈管材等高端應用領域。以潔凈管材為例，此類管材對焊縫的要求極高，管材內壁的光潔度也要到行業標準，因此傳統的氬弧焊工藝無法實現嚴格的工藝標準。IPG光纖激光器卓越的光束質量帶來了更高的功率密度，焊接過程中的熱影響區域顯著減小，生產中的焊接變形可控，確保優質的焊縫質量。
車間的操作人員通過在觸摸屏輸入具體的參數指令，可以實現不同算法的精準調整，讓不同的焊接任務可以進行無縫銜接。通過焊接過程監控界面，可以實時監測焊縫質量，避免焊接不良的殘次品流到下道生產工序。依靠這套TPS焊接系統，公司得以實現了高產能的目標?？蛻敉ㄟ^機械試驗證明，經過激光焊接的焊縫質量明顯優于傳統焊接工藝。從客戶反饋來看，也驗證了公司當初選擇IPG是明智的選擇。
氬弧焊（上）和激光焊（下）的熔池對比圖
盡管當前疫情的形勢仍不明朗，但凌士通的訂單量卻不減反增。目前，公司實行兩班倒作業模式，24小時不停機工作。相比2020年上半年，公司現在承接的管材焊接量更大，車間產能已經達到了以前的120%。
引入TPS激光焊接系統的一年多以來，設備運行穩定，達到了徐忠團隊的理想預期，也讓公司進一步增能提效。TPS焊接系統彌補了傳統焊接工藝無法滿足的訂單量，高效的加工方式也讓公司信心倍增。凌士通也立下了2021年“小目標”，爭取今年的產能再上一個新臺階。
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