پایگاه خبری تحلیلی ایراسین، در حالی که پیش‌تر، فناوری‌های جوش سنتی مثل قوس یا مقاومت، محدودیت‌های اساسی چون اعوجاج قطعه، منطقه آسیب وسیع حرارتی، سرعت پایین جوش و عیوب ساختاری ناخواسته را به خطوط فولادی تحمیل می‌کرد، جوشکاری لیزری با ورود اشعه متمرکز نوری، این مشکلات را به طرز چشمگیری برطرف ساخته است.

دقت بی‌رقیب و سرعت بالا، مزیت جوش لیزری

در این روش، انرژی لیزر با چگالی بالا فقط در ناحیه بسیار محدود و مورد نظر متمرکز می‌شود و همزمان سرعت و دقت عملیات جوشکاری چنان بالاست که عملاً توقف خطوط برای خنک‌کاری یا اصلاح کیفیت به حداقل می‌رسد. همین ویژگی باعث شده ضخامت‌های ظریف و قطعات حساس فولادی به‌ویژه در ورق‌سازی، تولید مخازن تحت‌فشار، قطعات تجهیزات نیروگاهی و اجزای خودرو به طور ایمن و سریع بهم متصل شوند.

در عمل، سرعت فرآیند جوش لیزری تا ۵ برابر سریع‌تر از روش‌های قوسی است و حتی برای اتصالات پیچیده، کیفیت خط جوش به حدی بالاست که نرخ عیوب ساختاری به زیر ۲ درصد رسیده است (در مقایسه با ۱۱ تا ۱۴ درصد در خطوط متداول). این امر سبب شده در خطوط فولادی اتصالات لیزریِ ورق‌های آلیاژی ضخیم در مدت زمان کمتر از نصف قبل انجام شود و محصولات بلافاصله برای فرایندهای بعدی آماده باشند؛ مسئله‌ای که عملاً خواب خطوط تولید را حذف و جریان تولید را پیوسته کرده است.

جوش لیزری؛ کلید ساخت محصولات ویژه و صادرات‌محور

از بعد علمی، جوش لیزری با به‌حداقل رساندن منطقه متأثر از حرارت (HAZ)، باعث می‌شود ساختار فلزی اطراف محل جوش تقریباً دچار هیچ‌گونه تغییر کریستالی یا افت خواص مکانیکی نشود؛ مزیت ویژه‌ای برای تولید فولادهای های‌تک و صنایع حساس همچون نفت، گاز و ساخت تجهیزات پزشکی-صنعتی.

تحقیقات پژوهشگاه مواد و انرژی نیز نشان می‌دهد استحکام کششی اتصالات لیزری حتی تا ۱۵ درصد بالاتر از نمونه‌های جوش‌کاری سنتی ثبت شده است.

رونق لیزری در زنجیره فولاد

در این بین فناوری جوش لیزری در صنایع فولاد ایران در جریان عبور از سنت به مدرنیته به یکی از مهم‌ترین نمادهای پیشرفت و نوآوری بدل شده است. این تکنولوژی که تا همین پنج سال پیش اغلب در خطوط تولید خودرو و برخی صنایع ظریف اروپایی و شرق آسیا دیده می‌شد، حالا با تکیه بر بومی‌سازی دانش فنی و حمایت مالی ویژه از سوی دولت و صندوق نوآوری و شکوفایی، جای خود را میان قلب فولاد ایران باز کرده است.

برآوردها نشان می‌دهد طی سه سال گذشته بیش از ۴۵۰ میلیارد تومان اعتبار مستقیم از محل تسهیلات دانش‌بنیان برای توسعه، تجهیز و راه‌اندازی سامانه‌های جوش لیزری در خطوط تولید فولاد کشور تخصیص یافته و این روند هر سال با شیب پرشتابی ادامه یافته است؛ چنانکه تنها در سال ۱۴۰۲، ۱۷ پروژه بزرگ و متوسط با محوریت جوش لیزری در مجتمع‌ها و کارخانه‌های فولادی کشور وارد فاز عملیاتی شد.

فولادمبارکه پیشران جوش لیزری ایران

اولین جرقه‌های این حضور، در فولاد مبارکه با راه‌اندازی یک پایلوت تحقیقاتی شروع شد؛ جایی که مهندسان ایرانی موفق به پیاده‌سازی اولین خط جوش لیزریِ تمام‌داخلی برای ورق‌های صنعتی شدند. به‌دنبال آن، پروژه‌های مشابه در فولاد اکسین با هدف تولید ورق‌های سنگین روغنی مخصوص صنایع نفت و گاز، و سپس در خراسان و بناب برای خطوط لوله‌سازی و صادراتی، کلید خورد.

امروز بیش از ۹ کارخانه فولادی ایران به بخشی از خطوط جوشکاری خود را به فناوری لیزری مجهز کرده‌اند و دست‌کم ۳ مجموعه دانش‌بنیان موفق به تولید بیش از ۸۰ درصد تجهیزات مورد نیاز تولید لیزر صنعتی در داخل کشور شده‌اند. بخش عمده این موفقیت مرهون همکاری تنگاتنگ دانشگاه‌ها، پژوهشگاه مواد و انرژی و حضور پررنگ بخش خصوصی است.

آمارهای جهانی نشان می‌دهد بازار جهانی ابزار و خدمات جوش لیزری در سال ۲۰۲۳ به حدود ۷.۵ میلیارد دلار رسیده که پیش‌بینی‌ها تا سال ۲۰۳۰ از رشد سالانه ۶ درصدی خبر می‌دهد. بیشترین تقاضای جوش لیزری مربوط به خودروسازی، صنایع دفاعی و اخیراً فولادسازی‌های نوگرای شرق آسیاست. در ژاپن، بیش از نیمی از خطوط فولاد پیشرفته با سامانه‌های لیزری تجهیز شده‌اند و چین با سرمایه‌گذاری سنگین، ظرفیت‌های خود را طی چهار سال ۲ برابر کرده است. در ایران، اگرچه سهم جوش لیزری در خطوط تولید فولاد هنوز زیر ۵ درصد کل ظرفیت است، اما روند سرمایه‌گذاری‌ها امیدوارکننده است.

بومی‌سازی لیزری در ایران

نکته مهم در ایران، نه فقط واردات فناوری، بلکه بومی‌سازی و تولید داخلی است. تا پیش از این بیش از ۷۰ درصد قطعات اصلی دستگاه‌های جوش لیزری ساخته دست مهندسان ایرانی بود و تنها برخی قطعات خاص (نظیر اپتیک‌های فوق‌دقیق و الیاف ویژه) از بازارهای خارجی تأمین می‌شد. اما امروز به گفته سیف‌الله اسدالهی، مدیرعامل مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران برای نخستین بار، نخستین سامانه جوش لیزری کاملاً ایرانی با همکاری مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران و شرکت فولاد مبارکه اصفهان به بهره‌برداری رسید و اکنون به صورت عملیاتی در خطوط تولید این شرکت فعال است حرکتی مهم در مسیر بومی‌سازی فناوری صنعت فولاد و کاهش اثرات تحریم‌ها. همین مسئله، باعث شد اتکا به واردات و هزینه‌های دلاری به‌شدت کاهش یابد.

اکنون صدها نفر اشتغال مستقیم و ده‌ها شغل تخصصی غیرمستقیم با رشد این فناوری شکل گرفته و بسیاری از شرکت‌های دانش‌بنیان ایرانی، چشم به بازارهای صادراتی دوخته‌اند. وزارت صمت، در آخرین اظهارات خود اعلام کرده حمایت از عقد قراردادهای صادرات فناوری جوش لیزری با کشورهای منطقه در دستور کار است و به گفته معاون علمی ریاست‌جمهوری، ایران تا پایان این دهه به یکی از پنج کشور برتر منطقه در صادرات دانش فنی جوش لیزری فولادی تبدیل خواهد شد.

همچنین فولاد مبارکه و فولاداکسین اعلام کرده‌اند با اجرای پروژه‌های نوین خط لیزر، میزان عیوب ناشی از جوشکاری سنتی در خطوط محصولات خاص از ۱۴ درصد به کمتر از ۲ درصد کاهش یافته و بهره‌وری کلی خطوط تولید فولادهای پیشرفته تا ۱۰ درصد افزایش یافته است.

در مجموع، انقلاب لیزری در فولاد ایران تازه آغاز شده است؛ انقلابی که با حمایت مالی، دانش‌بنیان‌ها و سیاستگذاری هدفمند می‌تواند نام ایران را در میان رهبران منطقه‌ای این صنعت ثبت کند. کارشناسان معتقدند تداوم این مسیر می‌تواند نه‌تنها کیفیت محصولات کلیدی همچون ورق‌های خودرو، مخازن تحت فشار، لوله‌های نفت و گاز، بلکه سهم صادرات غیرنفتی و اشتغال مهندسی کشور را نیز جهش دهد.