روبوتات اللحام الذكية: من الأتمتة إلى الاستقلالية

يأتي تطور يغير قواعد اللعبة من شركة البناء العاشرة التابعة لشركة سينوبك، التي كشفت عن الجيل الثاني من روبوت لحام خطوط الأنابيب الذكي "بنقرة واحدة" - وهو قفزة إلى الأمام في التصنيع المستقل. يدمج هذا النظام الآلي ذو اللون الفضي تقنية الرؤية السحابية ثلاثية الأبعاد، وتخطيط المسار التكيفي، والتحكم الدقيق بدرجات متعددة من الحرية، مما يمكّنه من إكمال عملية اللحام بأكملها بشكل مستقل من تمرير الجذر إلى السد دون تدخل بشري. وأوضح وي جيابين، خبير تكنولوجيا اللحام الذكي في الشركة: "بضغطة زر واحدة، يتعامل الروبوت مع اللحامات المعقدة بدقة متسقة". تظهر الاختبارات الميدانية أن الروبوت يمكنه إنهاء لحام خط أنابيب بقطر 40 بوصة خلال ساعتين فقط - أي ما يعادل عبء عمل أربعة عمال لحام ماهرين - مع تحقيق معدل نجاح عالي الجودة يزيد عن 96.5%. ومن الجدير بالذكر أن تشغيلها المنخفض الضوضاء والشرارة والدخان المنخفض يتوافق مع أهداف البناء الأخضر، مما يقلل من انبعاثات الكربون ويحسن السلامة في مكان العمل. حتى الآن، أكمل النظام بنجاح أكثر من 3500 بوصة من عملية لحام خطوط الأنابيب، مما يضع معيارًا جديدًا لمشاريع البنية التحتية الذكية.​

وفي الوقت نفسه، وفي مواجهة تحدي طويل الأمد في الصناعة، كانت شركة Jianghan Oilfield Construction Company رائدة في تكنولوجيا اللحام الجذري الخارجي الأوتوماتيكي بغاز التنغستن الخامل (TIG)، والتغلب على "الصعوبة ذات المستوى العالمي" في لحام الأنابيب ذات القطر الكبير في التضاريس الجبلية. واجهت آلات اللحام الداخلية التقليدية صعوبة في التعامل مع المنحدرات التي تتجاوز 7 درجات والانحناءات ذات الزوايا الكبيرة، مما اضطر إلى الاعتماد على اللحام المدمج ذو الجذور اليدوية غير الفعال. بعد عامين من البحث والتطوير الذي يتضمن أكثر من طنين من أسلاك اللحام وعشرات الآلاف من عمليات التحقق من صحة البيانات، تقلل التكنولوجيا الجديدة وقت اللحام لمفاصل الأنابيب التي يبلغ قطرها 1,219 ملم من 3-4 ساعات إلى 1.5 ساعة، بمعدل نجاح لمرة واحدة يبلغ 98.4%. تم نشره بنجاح في مشروعي خط نقل الغاز الثاني من شرق سيتشوان وخط نقل الغاز من الغرب إلى الشرق الثالث، وقد أتاح اللحام الأوتوماتيكي المستمر عبر الانحناءات الرأسية بزاوية 45 درجة والمقاطع الجبلية، مما أدى إلى سد الفجوة التقنية المحلية وتسريع بناء البنية التحتية الحيوية للطاقة.

المواد المتقدمة: تمكين اللحام عالي الكفاءة والقوة

في مجال ابتكار المواد، حققت شركة Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co., Ltd. (Xiangtan Steel) الريادة الدولية من خلال اللوحة البحرية عالية القوة المطورة حديثًا E40-W700، المعتمدة من قبل ست جمعيات تصنيف رئيسية في جميع أنحاء العالم. تم تصميم هذا المنتج المتقدم للحام ذو الخطوط الكبيرة - وهو قادر على تحمل مدخلات الحرارة التي تصل إلى 700 كيلو جول/سم - مع الحفاظ على الخصائص الميكانيكية الاستثنائية. قال Feng Zan، مهندس البحث والتطوير في شركة Xiangtan Steel: "يمكن لحام صفائحنا الفولاذية التي يبلغ سمكها 85 مم في مسار واحد، مما يزيد من الكفاءة بأكثر من 8 مرات مقارنة باللحام التقليدي متعدد التمريرات". ومن خلال الاستفادة من تكنولوجيا تعدين الأكسيد للتحكم في حجم الأكاسيد والرواسب وتوزيعها، تمكنت الشركة من حل مشكلة تقصف المناطق المتأثرة بالحرارة على مستوى الصناعة والتي تسببها مدخلات الحرارة العالية. وتستعد هذه المادة الآن لدعم بناء سفن الحاويات الكبيرة، وناقلات الغاز الطبيعي المسال، وسفن تخزين الإنتاج العائمة البحرية، حيث تعد المتانة العالية وقابلية اللحام ذات القسم السميك أمرًا بالغ الأهمية.​

ويكتسب اعتماد مثل هذه المواد المتقدمة زخماً في القطاعات الرئيسية. في صناعة السيارات - أحد أكبر محركات سوق اللحام - يتزايد الطلب على معدات اللحام عالية الدقة والكفاءة مع توسع إنتاج السيارات الكهربائية (EV) ويصبح الوزن الخفيف أمرًا بالغ الأهمية. يحدد المصنعون بشكل متزايد اللحام بالليزر واللحام الاحتكاكي (FSW) لربط سبائك الألومنيوم والفولاذ عالي القوة، وتحقيق التوازن بين السلامة الهيكلية وتقليل الوزن. وبالمثل، فإن سعي صناعة الطيران لتحقيق كفاءة استهلاك الوقود يؤدي إلى زيادة الطلب على حلول اللحام المتوافقة مع سبائك التيتانيوم والمواد المركبة، حيث تتفوق تقنيات اللحام بشعاع الإلكترون واللحام بالليزر بسبب مناطقها الضيقة المتأثرة بالحرارة ونقائها العالي.

ديناميكيات السوق: النمو القطاعي والتركيز الإقليمي

تؤكد بيانات الصناعة النمو القوي في مجالات التطبيق الأساسية. لا يزال قطاع السيارات هو المحرك الرئيسي للنمو، حيث تعمل كل من شركات صناعة السيارات التقليدية ومصنعي السيارات الكهربائية على زيادة الطلب على أنظمة اللحام الدقيقة لتجميع حزم البطاريات، والإطارات خفيفة الوزن، والمكونات المعقدة. ومن ناحية أخرى، يعمل تطوير البنية الأساسية العالمية ــ وخاصة في الاقتصادات الناشئة في منطقة آسيا والمحيط الهادئ ــ على تغذية الطلب على معدات اللحام القوية ذات القدرة العالية للهياكل الفولاذية، والجسور، وخطوط الأنابيب. وتستمر الصين، التي تعد بالفعل أكبر سوق للحام في العالم، في الريادة من خلال الاستثمارات في التصنيع الذكي والتكنولوجيا الخضراء، بدعم من السياسات التي تعزز التطوير الصناعي.

وفي أوروبا وأمريكا الشمالية، ينصب التركيز على دمج تقنيات اللحام مع مشاريع الطاقة المتجددة، مثل مزارع الرياح البحرية ومرافق تخزين الهيدروجين، حيث تكون مقاومة التآكل والمتانة طويلة الأجل غير قابلة للتفاوض. كما يستثمر قطاعا الطيران والدفاع في هذه المناطق بشكل كبير في عمليات اللحام المتقدمة لتلبية متطلبات السلامة والأداء الصارمة للجيل القادم من الطائرات والمركبات الفضائية.

التوقعات: تقارب التكنولوجيا والتطبيق

ومع تقدم الصناعة إلى الأمام، يتوقع الخبراء تكاملًا أعمق بين الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية واتصال إنترنت الأشياء لتحسين عمليات اللحام في الوقت الفعلي. وقال أحد محللي الصناعة في المعهد الدولي لللحام: "إن مستقبل اللحام يكمن في التعاون السلس بين المعدات الذكية والمواد المتقدمة والهندسة الخاصة بالتطبيقات". ومع الابتكارات المستمرة التي تعالج كلاً من الإنتاجية والاستدامة، فإن قطاع اللحام في وضع جيد لدعم التحول العالمي إلى أنظمة صناعية أكثر ذكاءً وأكثر مراعاة للبيئة وأكثر مرونة. بالنسبة للمصنعين والمهندسين على حد سواء، يمثل عام 2024 عامًا محوريًا حيث يُترجم الطموح التكنولوجي إلى تقدم ملموس في كل ركن من أركان النظام البيئي للحام.