Chinesische Schweißtechnik

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Chinesische Schweißtechnik: Vor einigen Tagen wurde in einem Beitrag erwähnt, dass das ukrainische Institut für Schweißtechnik in Guangdong eine gemeinsame Unternehmung gründet. Ich erzähle kurz etwas über den Schweißbetrieb in China, soweit ich es weiß. Die Daten sind ziemlich alt – es handelt sich dabei um die Situation vor N Jahren, als ich noch körperlich in der Lage war, in der ersten Reihe zu arbeiten. Zudem beziehen sich die Daten nur auf bestimmte Branchen, genauer gesagt auf große staatseigene Industrieunternehmen. Über private Unternehmen und kleine Betriebe liegen keine Informationen vor. Die Daten sind daher nicht allgemeingültig und sollten mit Vorsicht betrachtet werden. 　　Im Allgemeinen betrachten wir die Menge an Stahl, die für geschweißte Konstruktionen benötigt wird, als einen wichtigen Indikator für eine entwickelte Industrie sowie fortschrittliche Schweißtechnologien. Derzeit muss in der ganzen Welt im Durchschnitt 45 Prozent des Stahls verschweißt werden, bevor er als Produkt auf den Markt gebracht werden kann. In Ländern wie Deutschland, den USA, Großbritannien und Japan macht der Stahl für verschweißte Konstruktionen mehr als 60 Prozent der gesamten Stahlerzeugung aus. Mit der schnellen Modernisierung der Industrie in unserem Land werden viele schwere Konstruktionen wie Kraftwerkskessel, Druckbehälter, Schiffe, Bauprojekte, Metallverarbeitungsausrüstung sowie schwere Maschinen immer größer, skalierbarer und effizienter. Dadurch steigt der Bedarf an Stahl für geschweißte Konstruktionen stark an. Laut unvollständigen Statistiken machte der Stahlbedarf für geschweißte Konstruktionen im Jahr 2010 mehr als 45 Prozent des gesamten Stahlverbrauchs in unserem Land aus – das übertrifft den weltweiten Durchschnitt. 　　Derzeit werden in der großen staatlichen Fertigungsindustrie bei der Herstellung von Großmaschinen und Ventilen häufig Verfahren wie Schweißen anstelle von Gießen sowie Schmiedeschweißen anstelle von Gießen eingesetzt. In der Herstellung großer Stahlkonstruktionen für Gebäude, Eisenbahn- und Straßenbrücken sowie bei der Entwicklung des städtischen Verkehrs werden ebenfalls verschiedene fortschrittliche Schweißverfahren verwendet. 　　Im Allgemeinen unterscheiden sich die Schweißtechnologien in unserem Land, abgesehen von sehr wenigen Verfahren und Techniken, kaum vom Weltstandard. Sie gehören damit zur zweiten Gruppe – nach Deutschland, den USA, Großbritannien und Japan. 　　Schweißen bedeutet, Metallmaterialien miteinander zu verbinden. Es wird hauptsächlich in Branchen wie Schwermaschinen, Elektrische Ausrüstung, Petrochemie, Verkehrswesen, Bauwesen sowie Raumfahrt eingesetzt. Auch in der Elektronikindustrie, bei Haushaltsgeräten, Medizinprodukten und in der Kommunikationstechnik gibt es Anwendungen des Schweißens. 　　Das Fach Schweißen umfasst Materialwissenschaft, Mechanik, Wärmebehandlung, Metallurgie, Automatisierungstechnik, Elektronik, Prüfungstechnik usw. 　　I. Der einfache Entwicklungsprozess der Schweißtechnik in unserem Land
Die Schweißtechnik in unserem Land begann mit Unterstützung aus der Sowjetunion – insgesamt wurden 156 Projekte unterstützt. Die Menschen in unserem Land wurden dabei von den Sowjets persönlich ausgebildet. Bis die Sowjetunion 1960 die Hilfsabkommen kündigte, verfügte unser Land über keine eigene Schweißtechnologie und -ausrüstung; es war lediglich ein Nutzer der sowjetischen Schweißtechnologie und -ausrüstung. 　　Erst im Jahr 1972 konnte unser Land unabhängig einige Fabriken zur Herstellung von Schweißgeräten errichten. Zu den derzeitigen großen inländischen Herstellern von allgemeinen Schweißgeräten gehören Shanghai Dongsheng, Shanghai Hugong, Shanghai General, Kailda, Shandong Shanda Aotai, Yuci Jingwei usw. 　　Nach der Öffnung und Reform wurden die technisch versierten Mitarbeiter dieser großen Hersteller von Schweißgeräten abgeworben, und in den Regionen Jiangsu und Zhejiang wurden viele kleinere und mittlere Hersteller von Schweißgeräten gegründet. Allerdings produzieren diese Unternehmen hauptsächlich einfache Schweißmaschinen, Rollenhalterungen, Verschiebevorrichtungen usw., wobei das Grad an Automatisierung eher gering ist. Zu den derzeitigen Herstellern von kleinen und mittleren Allzweck-Schweißgeräten gehören Wuxi Hanshen, Shanghai Weiteli, Shanghai Huawei, Shanghai Zhengte, Nantong Fuli, Chengdu Huayuan, Chengdu Kumagai, Chengdu Welding Technology, Chongqing Yunda, Tangshan Shuobao, Guangzhou Fenghuo, Shenzhen Ruiling Shili, Shenzhen Ruiling Electric sowie Shenzhen Dongshan. 　　Nach den 1980er Jahren lockerte der Westen die technische Blockade gegen unser Land, und es wurde möglich, einige nicht-militärische Schweißgeräte zu importieren. Einige staatseigene Unternehmen unseres Landes importierten im Rahmen von Modernisierungsprojekten große Mengen an Schweißgeräten. Diese Geräte verfügten über ein hohes Maß an Automatisierung – beispielsweise wurde häufig mechanische Steuerungstechnologie, PLC-Steuerungstechnologie sowie numerisch gesteuerte Systeme eingesetzt. Zudem war die Präzision dieser Geräte sehr hoch. Durch die Einführung dieser Geräte hat unser Land große Fortschritte in der Technologie der automatischen Schweißung erzielt. 　　Im Jahr 1996 begann China mit dem Masseneinimport von Schweißrobotern. Bis zum Jahr 2001 gab es insgesamt 1.040 solcher Roboter – davon entfielen 49 % auf Schweißroboter und 47 % auf Punktschweißroboter. Weltweit sind derzeit weniger als 2 Millionen Roboter im Einsatz, wobei Schweißroboter mehr als 45 % aller Roboter ausmachen. In China machen Schweißroboter etwa 50 % aller Roboter aus. Im Jahr 2014 gab es in China 200.000 Roboter, davon 100.000 Schweißroboter – diese Zahlen stammen von der China Robot Industry Alliance und könnten übertrieben sein. 　　Derzeit verfügen die meisten der in Betrieb befindlichen Schweißanlagen in den großen staatseigenen Fertigungsunternehmen unseres Landes über Automatisierungssteuerungen, intelligente Steuerungssysteme sowie Netzwerksteuerungen. Zudem werden häufig Schweißroboter als Bedieneinheiten eingesetzt, um Schweizzentren, Schweißproduktionslinien sowie integrierte Fertigungssysteme zu bilden. 　　In der großen Fertigungsindustrie unseres Landes hat sich das Schweißen von einer einfachen Methode zur Verbindung von Bauteilen oder zur Herstellung von Rohlingen zu einer der Methoden der Feinbearbeitung entwickelt. Es wurden bereits Schweißverfahren und -prozesse entwickelt, bei denen keine direkte menschliche Beteiligung am Schweißvorgang erforderlich ist. Zudem wurden spezielle Maschinen und Systeme für das Schweißen entwickelt, sowie Mechanismen zur Automatisierung der Schweiß- und Montagekontrollen – somit wird ein automatisierter Schweißvorgang ohne direkte menschliche Beteiligung ermöglicht. 　　Natürlich ist es bei kleinen Unternehmen sowie privaten Betrieben weiterhin üblich, dass das Schweißen manuell durchgeführt wird. 　　Derzeit hat sich die Schweißtechnik in unserem Land von einem einfachen Verarbeitungsmethoden entwickelt zu einer umfassenden Ingenieurtechnologie, die zahlreiche technische Prozesse umfasst – darunter Materialien, Konstruktionsentwürfe, Schweißverfahren, Schweißgeräte und -ausrüstungen, Schweizzusätze, Vorbehandlungen vor dem Schweißen, Schneiden und Zuschneiden von Materialien, Vorbereitung der Schweißstellen, Festlegung der Schweißverfahren sowie entsprechende Standards, die Schweißproduktion, Überwachung und Steuerung des Schweißprozesses, Nachbehandlung und Lackierung nach dem Schweißen, Prüfverfahren, Schutz der Umwelt während des Schweißens sowie die Funktionalität der geschweißten Verbindungen. 　　Zweitens: Fortschritte in der Schweißtechnologie in den großen staatseigenen Fertigungsunternehmen unseres Landes
1. In den großen staatseigenen Fertigungsunternehmen wird die Verwendung von Schweißrobotern sowie die Anwendung der Laser-Schweißtechnologie zunehmend verbreitet. In unserem Land ist es mittlerweile möglich, Schweißroboter für mittlere und niedrige Anwendungen vollständig im Inland herzustellen – einschließlich Sensoren, numerischer Steuerungssysteme, Reduziergetrieben und Servomotoren. Zudem wird eine vernetzte Steuerung ermöglicht, wodurch eine präzise und intelligente Regulierung der Schweißstromstärke aus der Ferne möglich ist. Hochwertige Schweißroboter sind derzeit noch nicht wettbewerbsfähig – hauptsächlich aufgrund von erheblichen Unterschieden in den CNC-Systemen sowie in Bezug auf Präzision, Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Produkte. 　　Derzeit wird in unserem Land auch das Schweißverfahren mit kombinierten Laser- und Laseraarc-Heizquellen weiter gefördert. 　　Diese Verarbeitungsmethode weist eine hohe Energiedichte, eine hohe Energieausnutzungsrate, eine gute Stabilität des Lichtbogens auf. Zudem sind die Anforderungen an die Präzision der Vorrichtungen gering, und die Qualität der Oberfläche der zu verschweißenden Bauteile ist ebenfalls nicht besonders hoch. Es werden die Vorteile beider unabhängiger Wärmequellen – des Lasers und der Entladung – miteinander kombiniert. Die Laserwärmequelle weist eine hohe Energiedichte, eine ausgezeichnete Richtbarkeit sowie die Fähigkeit auf, durch transparente Medien zu strahlen. Das Entladungsplasma hingegen bietet eine hohe Effizienz bei der Umwandlung von Wärme in Elektrizität, niedrige Betriebskosten sowie eine ausgereifte Technologie. Dadurch werden die Nachteile beider Quellen vermieden: Beispielsweise der Energieverlust durch die hohe Reflexionsrate von Metallen am Laser, die hohen Kosten für Lasergeräte sowie die geringe Effizienz bei der Umwandlung von Elektrizität in Licht. Zudem weist die Entladungswärmequelle eine geringere Energiedichte auf, und bei schneller Bewegung ist ihre Stabilität eingeschränkt. 　　Derzeit sind im Inland für das Schweißen verwendbare Laser wie CO2-Laser, YAG-Laser und Halbleiterlaser verfügbar. Als Wärmequellen für das Schweißen können TIG-, MIG-, MAG- sowie Plasmablitze eingesetzt werden – all diese Technologien können vollständig im Inland hergestellt werden. 　　Allerdings macht der Wechselstrom-Schweißbrenner weiterhin einen großen Anteil an den Schweißbrennern aus. Auch die energieintensiven rotierenden Gleichstromschweißbrenner haben weiterhin einen gewissen Anteil. Der Anteil der CO2-Schweißbrenner muss hingegen noch erhöht werden. 　　2. Inverterschweißgeräte werden in großen staatlichen Fertigungsunternehmen häufig eingesetzt. Inverterschweißgeräte sparen 20%–30% an Energie und 80%–90% an Material. Zudem lassen sie sich leicht multifunktional, automatisiert und intelligent gestalten. 　　Die Inverterschweißmaschinen sind in unserem Land ausgereift in Bezug auf Forschung und Produktionstechnologie. Die Produktionsmenge sowie die Vielfalt der Modelle entwickeln sich schnell – der Stand ist bereits nahe am Weltspitzenniveau. Dabei ist der Invertiertransformator, ein Schlüsselfertigteil in Inverterschweißgeräten, ein Stärkepunkt Chinas. Derzeit verwenden nationale Hochleistungs-Inverterschweißgeräte überwiegend amorphe Eisenkerne, während im Ausland noch häufig Ferritkerne verwendet werden. Amorphe Eisenkerne weisen im Vergleich zu Ferritkernen Vorteile hinsichtlich der Materialkosten sowie der technischen Eigenschaften auf. 　　Außerdem wird in den großen staatseigenen Fertigungsunternehmen in der Regel die Hochleistungs-Invertertechnologie eingesetzt, wodurch die Stromstärke auf 1000 A erhöht werden kann ； Verfahren wie das Schneiden mit Lichtbogen und das Schneiden mit Luftplasmabrennern der Klasse 250A werden bereits weit verbreitet eingesetzt ； Invertierende CO2/MAG/MIG-Gleichstrom-, Puls- und Wechselstrom-Wellenformschweißgeräte, die durch höhere Leistung (bis zu 630 A), Wellenformsteuerung, zentrale Regelung sowie Technologien zur Steuerung des Schweißbeginns und -endes Spritzer reduzieren, die Formqualität verbessern und somit teilweise die Anforderungen an hochwertige Schweißkonstruktionen erfüllen können ； In unserem Land werden bei hochleistungsamen Inverter-Schweißgeräten bereits weit verbreitet digitale Steuerungstechnologien eingesetzt, die durch DSP repräsentiert werden. 　　Effiziente Schweißverfahren werden weit verbreitet eingesetzt, wie beispielsweise das Schutzgas-Schweißen (einschließlich des Argongas-Schweißens, bei dem Argon als Schutzgas im Schweißbereich verwendet wird, sowie des Kohlendioxid-Schweißens, bei dem Kohlendioxid als Schutzgas genutzt wird) ； Tungstendraht-Aргongas-Schweißen (häufig zur Schweißung von Edelstahl und Hochtemperaturlegierungen verwendet) ； 　　Plasmabogen-Schweißen usw. 　　3. In der großen staatlichen Fertigungsindustrie sind Kontrolltechnologien sowie intelligente und automatische/halbautomatische Schweißverfahren weit verbreitet. Derzeit ist es in unserem Land bereits möglich, Automaten und Halbautomaten für das Schweißen unter Gasbedingungen, Schweißmaschinen für den Unterstromschweißen sowie Widerstandsschweißmaschinen vollständig im Inland herzustellen. 　　In der Praxis wird hauptsächlich die Doppeldraht-Schweißmethode verwendet (in großen staatlichen Fertigungsunternehmen liegt der Anteil dabei bei 50–60 %). Bei dieser Methode ist die Schweißgeschwindigkeit hoch – bei der Verarbeitung von dünnen Blechen kann die Schweißgeschwindigkeit auf 3–6 m/min erhöht werden. Das ist 5–10 Mal schneller als bei der herkömmlichen Eindraht-Schweißmethode. Bei dicken Blechen kann dadurch die Menge des geschmolzenen Drahtes erhöht werden ； Die Schweißqualität ist gut; beispielsweise kann bei der Schweißung von Aluminiumlegierungen die Menge an Luftlöchern erheblich verringert werden ； Außerdem kann es zur Schweißung von Metallmaterialien wie Niederkohlenstahl, Allgemeinen Niedriglegierungsstahl, Edelstahl und Aluminium verwendet werden. 　　Außerdem wird auch das Verfahren der Plasmabeschichtung immer häufiger eingesetzt (bei der Plasmabeschichtung wird ein Plasmaschweif als Wärmequelle verwendet, um Legierungspulver auf die Metalloberfläche aufzubringen. Durch die relative Bewegung des Spritzgeräts und der Werkstücke erstarrt die flüssige Legierung allmählich und es entsteht so eine Schicht aus Legierungsmaterial). 　　Neue Schweißverfahren für das nahezu fertige Formen werden ebenfalls immer häufiger eingesetzt. Dabei handelt es sich um Verfahren, bei denen die Teile nach der Formung nur noch geringfügig bearbeitet oder überhaupt nicht weiterbearbeitet werden müssen, um als Bauteile verwendet zu werden können. 　　4. Die Verbreitung von digitalen Schweißgeräten in der großen staatlichen Fertigungsindustrie – Geräten, die effizient sind, Energie sparen und über digitale, automatisierte sowie intelligente Steuerungssysteme verfügen. Auch CNC-Plasmaschneidgeräte sind bereits weit verbreitet (allerdings müssen zuverlässige Schneidstromquellen importiert werden). 　　Zum Beispiel verfügen die derzeit in der großen staatlichen Fertigungsindustrie eingesetzten digital gesteuerten Schweißgeräte über Funktionen zur Speicherung und Wiedergabe von mehr als 90 verschiedenen Einstellparametern wie Stromstärke, Spannung, Behandlung des Schweißkraters sowie Auswahl des Drahtdurchmessers. Zudem können sie über Industrienetze miteinander verbunden werden, um Schweißproduktionslinien zu bilden. Außerdem gibt es Datenanschlüsse für Expertensysteme im Bereich des Schweißens. 　　5. Anwendung der Schwingverschweißungstechnik
Bei der Schwingverschweißung wird die durch die gegenseitige Bewegung und Reibung der Endflächen der Werkstücke entstehende Wärme genutzt, um diese in einen thermoplastischen Zustand zu versetzen. Anschließend erfolgt eine schnelle Pressung, wodurch die Verbindung hergestellt wird. 　　Durch Schweißen durch Reibung können Materialien derselben oder unterschiedlicher Art mühelos miteinander verbunden werden, einschließlich Metallen, teilweise metallbasierten Verbundmaterialien, Keramiken und Kunststoffen. 　　Das ursprüngliche Verfahren der Reibschweißung wird hauptsächlich bei rotierenden Bauteilen eingesetzt. Obwohl es auch andere Formen der Reibschweißtechnik gibt, um die Beschränkungen durch die Geometrie der zu verschweißenden Teile zu überwinden oder die Produktivität zu steigern – wie beispielsweise Phasenreibschweißen, radiales Reibschweißen oder lineares Reibschweißen – werden diese Methoden in der Praxis nur selten angewandt. 　　Die Schwingfrictionsschweißung ist eine patentierte Schweißtechnik, die 1991 am British Welding Institute entwickelt wurde. Sie wird hauptsächlich zur Schweißung von Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt wie Aluminiumlegierungen eingesetzt. 　　Die Schwenkfrictionsschweißung nutzt ebenfalls die durch Reibung entstehende Wärme sowie die Wärme durch plastische Verformung als Heizquelle für das Schweißen. Dabei wird ein zylindrischer oder anderer Form geprägter Schwenkstab in die Nahtstelle des Werkstücks eingeführt. Durch die hohe Drehzahl des Schwenkstabs entsteht Reibung mit dem Material des Werkstücks, wodurch die Temperatur des Materials an der Verbindungsstelle ansteigt und es weicher wird. Während des Schweißvorgangs dringt der Schwenkstab weiter in die Nahtstelle ein. Die durch die Reibung zwischen dem Schwenkstab und dem Werkstück entstehende Wärme bewirkt eine starke plastische Verformung des Materials vor dem Schwenkstab. Mit der Bewegung des Schwenkstabs sammelt sich das stark verformte Material allmählich hinter dem Schwenkstab an – so entsteht die Schweißnaht. Gleichzeitig wird das Material durch die Schwenkbewegung verarbeitet, wodurch das Schweißen erfolgt. 　　Die Schwingverschweißung verfügt neben den Vorteilen der herkömmlichen Verschweißungstechnik auch über die Möglichkeit, verschiedene Verbindungsformen sowie unterschiedliche Schweißpositionen herzustellen. 　　Die Schwingverschweißung stellt keine hohen Anforderungen an die Ausrüstung – es reicht aus, wenn der Schweißkopf sich dreht und die Werkstücke relativ zueinander bewegt werden. Auch eine Fräsmaschine kann zur Durchführung von Schweißarbeiten an kleinen Platten verwendet werden. Doch die Schweißgeräte sowie Halterungen müssen eine hohe Steifigkeit aufweisen. 　　Bei der Schwingverschweißung sind keine weiteren Schweißmaterialien erforderlich, wie z. B. Elektroden, Draht, Schweißzusätze oder Schutzgas. Das Einzige, was verbraucht wird, ist der Schweißvorgang selbst. 　　Die Konstruktion und der Material des Rührkopfes sind entscheidend für den Prozess der Schmierreibungsschweißung. Die Härte des Schneidkopfes muss um ein Vielfaches höher sein als die Härte des zu verschweißenden Materials, damit während des Schweißvorgangs eine Minimierung der Abnutzung des Schneidkopfes erreicht werden kann ； Die Form des Rührkopfes ist entscheidend, um Schweißnähte mit guten mechanischen Eigenschaften zu erzielen. 　　Da bei der Schwingverschweißung die Temperatur relativ niedrig ist, sind die Restspannungen und Verformungen der verschweißten Struktur nach dem Schweißen deutlich geringer als bei der Schmelzschweißung. Insbesondere bei der Schweißung von dünnen Aluminiumlegierungsplatten sind die außerflächenlichen Deformationen der Struktur sehr ausgeprägt. Sowohl die Verwendung von Schweißverfahren ohne Deformation als auch nachträgliche Kalt- oder Warmausrichtungstechniken sind äußerst schwierig und erhöhen zudem die Herstellungskosten der Struktur. 　　Die Schwenkfrictionsschweißung wird hauptsächlich zur Verbindung von metallischen Verbundmaterialien, schnellgefestigten Materialien, Titan, Niederkohlenstahl sowie Verbundwerkstoffen eingesetzt – also Materialien, bei denen eine herkömmliche Schweißmethode negative Auswirkungen hat. Zudem wird sie bei Metallen mit niedriger Schmelztemperatur wie Zink, Aluminium und Kupferlegierungen verwendet. Bei Stahl ist eine vorherige zusätzliche Erwärmung erforderlich, um die Schwenkfrictionsschweißung durchzuführen, wodurch die Kosten für diese Schweißmethode im Vergleich zur herkömmlichen Schmelzschweißung höher sind. Derzeit wird die Schwingverschweißung immer häufiger bei Aluminium- und Kupferlegierungen eingesetzt. Der Schweißdickebereich liegt zwischen 1 mm und 75 mm. Heute wird sie vor allem zur Verbindung von Aluminium-Aluminium-Kompositmaterialien, Aluminium-Magnesium-Kompositmaterialien sowie Kupfer-Aluminium-Kompositmaterialien verwendet ； Schweißen von gusseisernen Aluminiumlegierungen und Kohlenstoff-Silizium-Kompositmaterialien. 　　Die Schwingfrictionsschweißung ermöglicht das Schweißen an verschiedenen Positionen – wie im Lagen-, Auf- und Unterschweißen. Es können verschiedene Arten von Schweißverbindungen hergestellt werden, wie Naht-, Winkel- und Überschneidungsverbindungen. Zudem ist es möglich, Strukturen mit unterschiedlichen Dicken sowie mehrschichtige Materialien miteinander zu verbinden. Auch das Schweißen von Metallen unterschiedlicher Art ist möglich. 　　Doch die Schwenkfrictionsschweißung weist einige Nachteile auf. So müssen die zu verschweißenden Bauteile fest fixiert werden, und auf der gegenüberliegenden Seite muss eine Unterlage vorhanden sein. Deshalb eignet sich diese Methode nur für Bauteile mit einfacher Struktur – beispielsweise für die Verbindung von geraden oder zylindrischen Strukturen. Zudem benötigen die Bauteile während des Schweißvorgangs eine gute Stützung oder Polsterung ； Für einige spezielle Bereiche, in denen die Korrosionsbeständigkeit, die Restspannungen sowie die Deformation berücksichtigt werden müssen, ist dies derzeit noch nicht anwendbar ； Bei der einstufigen Verbindung von Platten ist die Effizienz bei weitem geringer als bei der Schweißung durch Schmelzen ； Außerdem sind die Kosten hoch, und der Verschleiß des Rührkopfs ist zu schnell. 　　Norwegen war das erste Land der Welt, das den Prozess der Schwenkfrictionsschweißung kommerziell einsetzte. Mit diesem Verfahren können Aluminiumlegierungs-Schiffsplatten mit einer Dicke von 3–15 mm und Abmessungen von 6×16 mm verschweißt werden. 　　Im Jahr 1998 führte das Raumfahrt- und Verteidigungslaborteam von Boeing in den USA die Technik der Schwingverschweißung ein, um bestimmte Komponenten von Raketen zu verschweißen. Diese Technik wurde zur Herstellung der Treibstofftanks für die Delta-Raketen verwendet. 　　Das Pekinger Forschungsinstitut für Flugzeugbau der chinesischen AVIC-Gruppe erwarb im Jahr 2002 eine Lizenz für die Patenttechnologie der Schwingverschweißung vom britischen Welding Institute und gründete so das Chinesische Zentrum für Schwingverschweißung (Beijing Saifost Technology Company). Damit begann die praktische Anwendung dieser Technologie – sie wird bereits heute eingesetzt. 　　Bislang hat die Firma Seifost bereits mehr als 60 Sets an Schweißgeräten für das Friction Stir Welding entwickelt. Dadurch konnten verschiedene Verbindungsmethoden und -techniken entwickelt werden, wie zum Beispiel Längsschweißen, Ringverschweißen, Schweißen ohne Schlitz, Schweißen mit veränderlichem Querschnitt, selbsttragendes Doppelseitenschweißen, räumliches 3D-Kurvenschweißen, Punktschweißen mittels Friction Stir Welding, Auffüllpunktschweißen, Oberflächenbehandlung durch Friction Stir Welding sowie Bearbeitung von superplastischen Materialien mithilfe dieses Verfahrens. 　　Die Schweißtechnik des Friction Stir Welding wird derzeit in vielen Industriezweigen in unserem Land eingesetzt – darunter Luft- und Raumfahrt, Schiffbau, Schienenverkehr, Automobilindustrie, Elektronikbranche sowie Energiegewinnung. Bei der Verbindung von Metallen wie Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan und Stahl wird diese Technik häufig genutzt. Beispiele dafür sind die Strukturkomponenten im Raumfahrtbereich, die dünnen Wandungen in der Luftfahrttechnik, die breiten Streben in Schiffsbauwerken, die Fahrzeugkarosserien von Hochgeschwindigkeitszügen, die dicken Radarplatten, Autoreifen, die Wände von Containern sowie verschiedene Arten von Kühlern und Wärmeableitern. 　　6. Präzise sowie Prozesse zum Schneiden von großen Stärken werden in der großen staatlichen Fertigungsindustrie häufig eingesetzt. Zu den Methoden des präzisen und großflächigen Schneidens gehören vor allem das Laser-Schneiden und das Plasmaschneiden. 　　Die Laserbeschneidung wird derzeit weitgehend mit CAD/CAPP/CAM sowie automatischer Steuerung eingesetzt. Es ist möglich, die Laserleistung und den Lasermodus an die Bearbeitungsgeschwindigkeit anzupassen, oder Prozessdatenbanken sowie expertengestützte Anpassungssysteme zu nutzen, um die Leistungsfähigkeit der gesamten Laserbeschneidungsanlage zu verbessern. 　　Einige große Unternehmen verfügen bereits über mehrfunktionale Laserbearbeitungszentren, die verschiedene Verarbeitungsschritte wie Laserschneiden, Laserschweißen sowie Laserthermische Behandlung miteinander kombinieren, um die Vorteile der Laserbearbeitung in vollem Umfang zu nutzen. 　　Die großen staatseigenen Fertigungsunternehmen in unserem Land verwenden derzeit hauptsächlich dreidimensionale, hochpräzise CNC-Laserschneidanlagen, die eine FMC-Laserschneideeinheit sowie Unmenschlichkeit und Automatisierung ermöglichen. 　　Die Plasmabogen-Schneidung ist eine Verarbeitungsmethode, bei der die Wärme des hohen Temperatur-Plasmabogens verwendet wird, um das Metall an der Schnittstelle des Werkstücks lokal zu schmelzen (und zu verdampfen). Anschließend wird das geschmolzene Metall durch den Impuls des schnellen Plasmas aus dem Bereich entfernt, wodurch ein Schnitt entsteht. 　　Durch das Plasmatschneiden mit verschiedenen Arbeitsgasen – zu den gebräuchlichen Arbeitsgasen für Plasmaschneidanlagen gehören Argon, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Luft und Wasserdampf – können verschiedene Metalle geschnitten werden, die mit herkömmlichem Sauerstoffschneiden nur schwer zu bearbeiten sind. Insbesondere bei Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Titan, Nickel usw. erzielt man dabei bessere Ergebnisse. Beim Schneiden von Metallen mit geringer Dicke ist die Geschwindigkeit des Plasmaschneidens hoch. Beim Schneiden von dünnen Blechen aus gewöhnlichem Kohlenstahl kann die Geschwindigkeit bis zu 5–6 Mal höher sein als bei der Sauerstoffschneidmethode. Zudem ist die Schnittfläche glatt und es kommt zu nur geringer Wärmeverformung. 　　7. Durchbruch bei der Schweißung von Spezialmaterialien unter besonderen ingenieurtechnischen Bedingungen
Unter besonderen ingenieurtechnischen Bedingungen – wie hoher oder niedriger Temperatur, in der Petrochemieindustrie, im Meeressystem, in der Kernenergiebranche, in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Korrosion durch Säuren und Laugen – wurden bei den Schweißverfahren für Spezialmaterialien (Überlegierungen, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen usw.) Durchbrüche erzielt. Dadurch ist es nun möglich, die Aufgaben weitgehend mit inländisch hergestellten Geräten und Schweißmaterialien zu bewältigen. 　　8. Durch komplette, speziell entwickelte Schweißgeräte ist eine Serienfertigung möglich. Auch bei den Grundkomponenten und Zubehörteilen wurden Fortschritte erzielt. Die Qualität der allgemein verwendeten Produkte liegt bereits auf dem Niveau oder sogar über dem Niveau der führenden ausländischen Produkte. Derzeit können die von großen chinesischen Unternehmen hergestellten Schweißgeräte folgende Anwendungen ermöglichen:
– Schweißen von hitzebeständigen Stählen für überschwere und ultrahochdruckige Dampfturbinen;
– Schweißen von hochfesten Stählen mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt sowie von ultrahochfesten Stählen für verschiedene Industriezweige;
– Schweißen von Kaltstahl für Tanks zur Speicherung von flüssigem Erdgas (LPG) und flüssigem Naturgas (LNG);
– Schweißen von hochfesten Rohrstählen der Typen X70, X80 und X100;
– Schweißen von Hochleistungsstählen sowie von Stählen, die widerstandsfähig gegen atmosphärische Korrosion sind, für die Stahlkonstruktionen von Hochhäusern und Brücken mit großen Spannweiten;
– Schweißen von neuen, hochfesten hitzebeständigen Stählen für Ölraffinerieanlagen und Hydrotrocknungsanlagen ； 　　Sowie das Schweißen von hochleistungsstarken Ferrit-Stahlen und Duplex-Stählen usw. 　　Und es ist in der Lage, verschiedene Arten von hochleistungsfähigen Verbindungswerkstoffen herzustellen. 　　9. Das Produktionsniveau der Schweißmaterialien steigt rasant an, und es kommt zu großen Veränderungen in der Produktausrichtung. China ist bereits seit längerer Zeit der weltweit größte Produzent von Schweißdraht. In den letzten Jahren hat sich die Produktausrichtung verbessert: Die Produktion von Schweißdraht mit geringem Mehrwert ist zurückgegangen, während die Produktion von Schweißdraht für halbautomatische sowie automatische Schweißverfahren zugenommen hat. Der Anteil der Schweißzusätze, die derzeit in den großen staatseigenen Fertigungsunternehmen verwendet werden, beträgt bei Schweißstäben weniger als 20 %, während der Anteil der Drahte für Schweißen unter Schutzgas mehr als 50 % ausmacht. 　　Das Hauptproblem bei den Schweißmaterialien in unserem Land ist derzeit die mangelnde Qualitätssicherheit – sie liegt unter dem Weltstandard. Deshalb zögern einige wichtige Bauvorhaben sowie Verteidigungsprojekte, nationale Schweißmaterialien zu verwenden. Stattdessen müssen sie auf teure importierte Schweißmaterialien zurückgreifen – beispielsweise hochlegierte Stähle, Nickellegierungen sowie Gasgeschützte Drähte für verschiedene Legierungen. Ebenso werden solche Materialien für Schweißarbeiten in Hochdruckbehältern und Kesseln für supkritische Anlagen benötigt. 　　Die Qualitätssicherheit der Schweißmaterialien hängt von den Produktionsanlagen, den Prüfmethoden sowie dem Qualitätsmanagement-System des Herstellers ab. Es handelt sich dabei um ein Managementproblem – nicht um ein technisches Problem oder ein Problem bezüglich der Anlagentechnik. 　　Derzeit beträgt das Verhältnis zwischen der Produktion von Schweißmaterialien und der Stahlproduktion in unserem Land etwa 0,9 % – das liegt bereits nahe am Niveau der entwickelten Länder. 　　10. Fortschritte bei der Automatisierung des Schweißvorgangs und der Schweißproduktion
In unserem Land sind derzeit in der Laborebene bereits automatisierte Schweißsysteme verfügbar, die folgende Eigenschaften aufweisen:
(1) Die Steuergeräte sowie die Software-Systeme dieser Systeme besitzen eine sehr hohe Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit. Zudem weisen die elektromechanischen Komponenten eine ausgezeichnete Steuergenauigkeit auf – die Positioniergenauigkeit der Roboter sowie der Bewegungsmechanismen für den Schweißvorgang muss bei 0,1 mm liegen, während die Genauigkeit bei der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit bei 0,1 % liegt. 　　(2) Die Struktur des Systems ist modulare Gestaltung; es ist möglich, die Module je nach den Anforderungen der verschiedenen Benutzer an die Systemfunktionen miteinander zu kombinieren, um unterschiedliche Steuerfunktionen bereitzustellen. 　　(3) Das System kann Sensortechnologien, Computertechnologien sowie intelligente Steuerungstechnologien nutzen, um in verschiedenen, komplexen Umgebungen sowie unter wechselnden Schweißbedingungen eine automatische Schweißung von hoher Qualität und Effizienz zu gewährleisten. Es kann nicht nur den Schweißvorgang auf Basis von Anweisungen durchführen, sondern auch anhand der kontinuierlich gemessenen Breite der Schweißnaht die Anzahl der Schweißschichten sowie weitere Parameter wie die Position der Überlagerungsschicht bestimmen. Zudem werden alle Schweißschichten – vom Boden der Schweißnaht bis zur Überlagerungsschicht – automatisch vom Schweißgerät gesteuert, wobei die Richtung des Schweißens angepasst wird. 　　(4) Das System kann außerdem zu einem flexiblen Fertigungssystem umgewandelt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit der Ausrüstung voll ausgeschöpft werden kann. Dadurch können die Anforderungen an die Herstellung von Werkstücken unterschiedlicher Größen und Spezifikationen erfüllt werden. 　　(5) Das System ermöglicht eine integrierte Steuerung über industrielle Netzwerke – sowohl die Produktionssteuerung als auch die automatische Steuerung des Schweißvorgangs können so integriert werden. Zudem ist eine Offline-Programmierung sowie eine Fernüberwachung, Diagnose und Wartung möglich. 　　(6) Die Systemarchitektur, die Hardwarechips sowie die Schnittstellen sind standardisiert und universell gestaltet. Dadurch ist eine Erweiterung des Systems sowie die Kompatibilität mit Peripheriegeräten möglich. Zudem wird dadurch die Wartung des Systems erleichtert.