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 技術(shù)成熟度：技術(shù)突破 本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點(diǎn)。教師示范時(shí)，首先將磁力底座吸附在焊接試件上，然后，通過焊條角度上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)焊條的上下空間位置。在調(diào)焊條角度左右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使焊條上下左右角度調(diào)整到位，最后固定焊條。 焊接教學(xué)焊條角度示范器包括三部分： 1.磁力底座； 2.焊條角度上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 3.焊條角度左右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 4焊條夾持機(jī)構(gòu)。 避免傳統(tǒng)焊接示范講解時(shí)教師赤手拿焊條時(shí)的不規(guī)范，角度不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。學(xué)生能更直觀的觀察焊條的空間位置，了解焊條角度和焊縫成形的關(guān)系。本裝置具有穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及安全性。

結(jié)構(gòu)材料輕量化是目前國民經(jīng)濟(jì)、國家重大需求的重大挑戰(zhàn)，材料結(jié)構(gòu)功能一體是新材料的重要發(fā)展方向。 輕質(zhì)高強(qiáng)泡沫鋁合金復(fù)合夾芯板以超輕質(zhì)的泡沫鋁合金為芯層，與鋁合金面板實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，具有比重小，高剛度，高阻尼減振，高能量吸收的特點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與阻燃、電磁屏蔽功能兼容性，在先進(jìn)交通、航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通過可調(diào)控的芯層泡沫鋁合金孔結(jié)構(gòu)，復(fù)合夾芯板的實(shí)現(xiàn)了同等質(zhì)量鋼板6倍的高剛度，同時(shí)比重僅與水接近，該成果已經(jīng)應(yīng)用于我國重要裝備制造。

厚板焊接作為我國核電、船舶、石化等領(lǐng)域重大裝備的關(guān)鍵制造技術(shù)，對(duì)低熱輸入、高效率、高質(zhì)量的新型焊接方法升級(jí)需求極其迫切。窄間隙焊接技術(shù)因采用窄且深的坡口，在厚板焊接時(shí)具有效率高、填充量少、熱輸入小、變形小等優(yōu)勢(shì)，在提高焊接效率和焊接質(zhì)量等方面具有重要應(yīng)用前景。目前，該類技術(shù)在國外核電、船舶等行業(yè)廣泛應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。而我國窄間隙焊接技術(shù)研究起步較晚，在大厚板核心焊接設(shè)備、工藝及材料均受制于人，尤其針對(duì)我國國防重點(diǎn)企業(yè)，存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。高端焊接裝備依賴于進(jìn)口，價(jià)格高昂。國外主要生產(chǎn)廠家包括法國寶利蘇迪、日本日立公司、美國電弧機(jī)器等，國內(nèi)生產(chǎn)廠家華恒、唐山開元等依賴于國外企業(yè)的專利授權(quán)。 國際和國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)一般采用鎢極擺動(dòng)、陶瓷片約束、橫向交變磁場(chǎng)等控制電弧周期性地在兩側(cè)壁之間燃燒，存在裝置復(fù)雜、母材被磁化或間隙較大等缺點(diǎn)。為解決窄間隙焊接側(cè)壁熔合的難題，課題組另辟蹊徑，創(chuàng)新性地提出了一種具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“厚板超窄間隙旋轉(zhuǎn)電弧焊接技術(shù)及成套裝備”新技術(shù)。該技術(shù)突破了現(xiàn)有窄間隙鎢極氬弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工藝的局限性，已實(shí)現(xiàn)壁厚50 mm超窄間隙焊接，能夠更為可靠、簡(jiǎn)便地解決側(cè)壁未熔合缺陷問題。相對(duì)于國內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)，該技術(shù)形成的旋轉(zhuǎn)電弧能夠有效改善電弧熱量及壓力的均勻性，在保證熔敷金屬質(zhì)量均勻的同時(shí)避免熔深過大，具備高質(zhì)量、高效率的突出優(yōu)勢(shì)，達(dá)到國際先進(jìn)水平，已在國防、核電、QT等工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)了面向核電、石化、船舶等裝備的大厚板非軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備（圖1），可實(shí)現(xiàn)板厚超過150 mm、窄間隙5 mm——9 mm的厚壁材料高質(zhì)量自動(dòng)化焊接。 圖1 大厚板非軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備 該設(shè)備特別適用于厚壁不銹鋼焊接、鈦合金、980高強(qiáng)鋼、9Ni鋼等特種材料，在核電、軍工、石化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前處于國際先進(jìn)水平的寶利蘇迪公司生產(chǎn)的單套設(shè)備售價(jià)高達(dá)380萬元，國產(chǎn)設(shè)備售價(jià)也達(dá)到150——200萬元水平。而自主設(shè)計(jì)研發(fā)的設(shè)備單套成本僅約30萬元，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

主要技術(shù)指標(biāo) （1）．工作溫度：≤500℃ （2）．工作壓力：≤20MPa（表壓） （3）、規(guī)格；25、50、100、200、500、800ml。另可根據(jù)用戶需求定做。 （4）.操作方法                   1、高壓水熱合成反應(yīng)釜用全不銹鋼材料，外殼材質(zhì)為304材質(zhì)。 2、高壓水熱合成反應(yīng)釜使用溫度在500度以下，500度以下；工作壓力≤20MPa 3、高壓水熱合成反應(yīng)釜采用硬密封的原理，不會(huì)泄漏。 4、高壓水熱合成反應(yīng)釜使用時(shí)將法蘭上的螺栓松開，溶液杯取出溶液裝入杯中，然后放在釜體內(nèi)，將上蓋密封槽與杯體上密封球面裝在一起，注意：把緊螺栓時(shí)要對(duì)立面把緊，用力要均勻。不要一次性將任何一個(gè)螺栓把緊，當(dāng)對(duì)立面螺栓均勻用力把緊時(shí)，再用力將所有螺栓對(duì)面把緊，方可進(jìn)行操作升溫。 5、高壓水熱合成反應(yīng)釜當(dāng)溫度達(dá)到要求時(shí)，準(zhǔn)備取出溶液杯將螺栓對(duì)立面均勻松開，不允許一次性將任何一個(gè)螺栓全松開，那樣會(huì)損傷上蓋密封槽和杯體上端密封面。 6、高壓水熱合成反應(yīng)釜注意保護(hù)杯體上端密封球面，不能有磕、碰傷，或其它污物。 7、高壓水熱合成反應(yīng)釜使用時(shí)注意清理上蓋密封槽內(nèi)的雜物，不能有污物和雜質(zhì)，如不清理干凈使用時(shí)會(huì)泄漏。 8、高壓水熱合成反應(yīng)釜上蓋外端中心帶有密封絲堵，它是用來檢驗(yàn)溶液杯密封進(jìn)氣試壓接口。日常或使用過程中，不要將它打開，防止泄漏。 9、高壓水熱合成反應(yīng)釜在使用過程中，如有泄漏現(xiàn)象返廠修復(fù)。   有下列情形的，不在保修范圍。 （1）釜體磕、碰變形或嚴(yán)重?fù)p傷。 （2）溶液杯體上端密封球面有磕、碰傷痕 （3）釜體上蓋密封槽有磕、碰劃傷等。

焊接作為工程機(jī)械領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，直接決定著國之重器的安全可靠性。目前，智能焊接與檢測(cè)嚴(yán)重依賴國外進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴、售后服務(wù)難以保障。對(duì)于大型、復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，焊后焊縫質(zhì)量智能檢測(cè)在整條焊接產(chǎn)線上屬于空白。本團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)首次開發(fā)了大型焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)外一體化智能檢測(cè)裝備及軟件，部分高端裝備達(dá)到國際水平，建成了國內(nèi)首條內(nèi)外一體化焊接智能檢測(cè)與評(píng)估生產(chǎn)線，在徐工挖掘機(jī)上獲得應(yīng)用，并在央視CCTV2制造中國節(jié)目中播出。 圖片 內(nèi)外一體化焊縫智能檢測(cè)與評(píng)估生產(chǎn)線獲央視CCTV2報(bào)道

鎂合金是作為一種輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽效果好、鑄造性能優(yōu)良和加工性能好的優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用前景。在鎂合金產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過程中，稀土往往作為制備過程中的優(yōu)化劑來改善合金的熔體純凈度、晶粒細(xì)化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，同時(shí)可大幅度提升合金的強(qiáng)度與延伸率。但是目前普遍使用的稀土鎂合金強(qiáng)度低導(dǎo)熱性能差，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，開發(fā)具有高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度的鎂合金對(duì)于擴(kuò)大鎂合金在 5G 通信、3C 器件及汽車產(chǎn)品等需要高散熱領(lǐng)域的應(yīng)用，具有極其重要的意義。 高導(dǎo)熱高強(qiáng)度鎂合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金屬，Nd 的添加可以改善合金的熔體純凈度、晶粒細(xì)化度及產(chǎn)品外觀質(zhì)量，并有效析出基體中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的導(dǎo)熱性能和力學(xué)強(qiáng)度。鎂合金的導(dǎo)熱性能可以通過導(dǎo)熱率來體現(xiàn)，力學(xué)性能可以通過抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度體現(xiàn)。高的導(dǎo)熱性能可以保證合金在散熱器件領(lǐng)域的熱導(dǎo)性能指標(biāo)，使器件可以具有較快的熱量傳輸能力，使設(shè)備內(nèi)部熱量及時(shí)排出;高的力學(xué)強(qiáng)度可以保證合金作為結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能指標(biāo)，使其作為結(jié)構(gòu)件更為可靠。相較于傳統(tǒng)鎂合金，團(tuán)隊(duì)通過添加 Nd 稀土元素可以有效提升鎂合金的導(dǎo)熱性能和力學(xué)強(qiáng)度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化鎂合金的織構(gòu)，提升鎂合金各晶粒之間的協(xié)調(diào)能力:而且 Nd 在鎂合金成型過程中可以與 Zn 原子結(jié)合形成熱穩(wěn)定的第二相，促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶提升鎂合金的強(qiáng)度:此外，Nd 元素的添加會(huì)與基體中的 Zn 元素結(jié)合，減弱基體中的晶格畸變，提升鎂合金的熱導(dǎo)率。

廣泛應(yīng)用于汽車、鍋爐及裝備制造等行業(yè)的不銹鋼焊管是我國鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的高端不銹鋼精品深加工產(chǎn)品，其由鋼帶卷制成管而由鎢極氬弧焊接（TIG）而成，但在高速焊接生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)咬邊和駝峰焊道成形缺陷，成為不銹鋼管高效焊接生產(chǎn)的技術(shù)“瓶頸”和行業(yè)技術(shù)發(fā)展的堵點(diǎn)、難點(diǎn)。基于此，通過研究揭示不銹鋼管TIG焊接生產(chǎn)提速后出現(xiàn)的咬邊、駝峰焊道表面成形缺陷形成機(jī)理，提出利用輔助TIG電弧對(duì)熔池進(jìn)行熱力聯(lián)合調(diào)控抑制高速TIG焊接過程中咬邊和駝峰焊道的形成，發(fā)明了列置雙TIG電弧（Tandem TIG）高效低能耗焊接工藝，將咬邊和駝峰焊道缺陷防止在萌芽狀態(tài)；與單TIG焊相比，焊接速度提高1倍以上，能耗降低20%以上，很好地解決了焊接高質(zhì)量和高效率難平衡的問題；開發(fā)了鎢極燒蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和不銹鋼管在線固溶熱處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不銹鋼管高效、低能耗、低成本焊接生產(chǎn)，提升了不銹鋼焊管行業(yè)技術(shù)水平。在此基礎(chǔ)上，基于相同熱力調(diào)控理念開發(fā)了TIG電弧輔助MIG/MAG電弧高速焊接工藝，焊接速度提高75%。項(xiàng)目累計(jì)授權(quán)發(fā)明專利5件，制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，工信部認(rèn)定節(jié)能技術(shù)1項(xiàng)，獲中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)勵(lì)6項(xiàng)。項(xiàng)目成果推動(dòng)和引領(lǐng)不銹鋼焊管生產(chǎn)向高效、低能耗方向發(fā)展，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。 （a）工藝原理 （b）列置雙TIG電弧和熔池圖像 圖1 列置雙TIG電弧高速焊接工藝原理 （c）鐵素體不銹鋼焊管 （d）奧氏體不銹鋼焊管 圖2 不銹鋼管列置雙TIG電弧高速焊接生產(chǎn) 圖3 鎢極燒損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 圖4 奧氏體不銹鋼管高速焊接生產(chǎn)過程中在線固溶熱處理工藝流程