最近，德國聯(lián)邦材料研究與測試研究所（BAM）風能技術(shù)中心的一組科學家開發(fā)了一種使用激光復合焊接的方法，能夠更快、更經(jīng)濟地制造風力發(fā)電鋼構(gòu)塔。據(jù)悉，這種方法將焊接成本降低了90%，同時減少了風力發(fā)電塔生產(chǎn)過程中90%的二氧化碳排放量。

具體而言，這種新方法將一座120米高的現(xiàn)代風力發(fā)電鋼鐵塔的焊接時間減少了8倍（從96小時減少到不到12小時）；同時，它還可以將過程能耗從4000千瓦時減少到900千瓦時。

如今常見的現(xiàn)代化風力發(fā)電鋼鐵塔總長度約為700米，由厚達30毫米的鋼板通過幾層焊縫緊密連接而成。過去，人們通常使用埋弧焊來進行這項操作，但這種方法需要長達100小時才能完成。按此推算，這也將德國剩余的四個生產(chǎn)基地的產(chǎn)能限制在了每年約520座鋼構(gòu)塔，僅達到德國政府對陸上風能擴張目標的一半左右。在這種不夠高效的情況下，當下德國較多的鋼塔還是從中國引進的。

過去20余年以來，激光復合焊接（一般是激光束和電弧焊接的組合）已被用于快速加工處理焊縫，而且?guī)缀醪恍枰倒ぁＫ畛鯌糜谄嚬I(yè)，能夠連接厚度為1-3mm的金屬板，隨后開始在造船工業(yè)也大展拳腳，且零件加工厚度已經(jīng)達到10mm。

目前，激光復合焊接技術(shù)只需要一個焊接層，這是它的優(yōu)勢之一。但是，到目前為止，它只被行業(yè)批準用于12毫米厚的板材焊接。這是因為當焊接較厚的板材時，由于重力的作用，焊縫下方的液化金屬會形成液滴，這既會危及焊縫的穩(wěn)定性，又會帶來昂貴耗時的返工工序。

他們開發(fā)的激光復合焊接新方法使用電磁鐵來抵消重力的影響，以防止焊縫上形成液滴狀缺陷。

據(jù)悉，BAM風能能力中心的4位科學家正在建立他們自己的衍生公司來商業(yè)化這項技術(shù)，目標是在未來兩年內(nèi)將其發(fā)展成一個可銷售的工業(yè)系統(tǒng)。

負責這家新公司研發(fā)的Fatma Akyel解釋稱：“專家們已經(jīng)證實，我們的系統(tǒng)將有望顛覆風能行業(yè)。與此同時，風力發(fā)電鋼構(gòu)塔只是我們這項創(chuàng)新的應用領(lǐng)域之一。這一技術(shù)在將厚壁鋼板連接在一起的許多場景中都頗具潛力，包括氫氣管道的建設，液化氣/化學品的容器，船舶和橋梁的建設。”

目前，這項工作已經(jīng)得到了德國聯(lián)邦經(jīng)濟和氣候行動部（BMWK）的EXIST資助計劃的支持。除了加速風力發(fā)電場的生產(chǎn)，這項技術(shù)還可以為游輪、管道、燃氣輪機、油箱和許多其他工業(yè)結(jié)構(gòu)的制造節(jié)省時間和資金。