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項目簡介 一種復(fù)合微合金化的高錳鋁青銅及制備方法，其特征在于它包括：鍶（Sr） （0.012～0.047%），鈦（Ti）（0.028～0.073%），硼（B）（0.006～0.015%）和余量為高錳鋁 青銅。它的制備工藝流程為：將高錳鋁青銅熔化后，依次加入 Al-Sr 中間合金和 AlTiB 中間合金；待全部熔化后，加入淸渣劑，接著通入高純氮氣精煉；最后倒入澆包，靜置 后除渣并澆鑄成錠即得本發(fā)明的鍶、鈦和硼復(fù)合微合金化的高錳鋁青銅。 產(chǎn)品性能、指標(biāo) 本發(fā)明具

華南理工大學(xué)焊接裝備團(tuán)隊經(jīng)過多年艱苦努力，成功開發(fā)出面向復(fù)雜水下空間環(huán)境的機器人水下焊接制造系統(tǒng)，在水下機器人移動平臺、水下機器人焊接電源、潛水送絲裝置、微型排水裝置、水下視覺檢測、工藝過程計算模擬、質(zhì)量評價等關(guān)鍵核心技術(shù)取得了突破。研制的機器人水下焊接系統(tǒng)已在中廣核等進(jìn)行示范應(yīng)用，可應(yīng)用于強核輻射環(huán)境水下焊接與在役修復(fù)，水下焊接制造過程穩(wěn)定，焊縫成形美觀，焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良。通過產(chǎn)學(xué)研用合作，部分核心技術(shù)已在國內(nèi)焊接設(shè)備上市公司等進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化。 相關(guān)研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發(fā)明42件），軟件著作權(quán)登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術(shù)之一（第28項）進(jìn)行了重點報道，人民網(wǎng)、新華網(wǎng)、中國新聞網(wǎng)等主流媒體都做了相關(guān)報道。 黨中央、國務(wù)院高度重視海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，作出了建設(shè)海洋強國的重大戰(zhàn)略部署。機器人水下焊接制造技術(shù)不僅可以滿足海洋資源開發(fā)裝備現(xiàn)場制造、在役修復(fù)的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權(quán)裝備在惡劣環(huán)境下的自動化維保能力，也能夠應(yīng)用于核電站強核輻射環(huán)境應(yīng)急事故緊急修復(fù)處理。水下機器人焊接制造技術(shù)是科技日報重點報道的35項卡脖子技術(shù)之一?？傮w技術(shù)方案電站現(xiàn)場機器人水下焊接實驗知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

華南理工大學(xué)焊接裝備團(tuán)隊經(jīng)過多年艱苦努力，成功開發(fā)出面向復(fù)雜水下空間環(huán)境的機器人水下焊接制造系統(tǒng)，在水下機器人移動平臺、水下機器人焊接電源、潛水送絲裝置、微型排水裝置、水下視覺檢測、工藝過程計算模擬、質(zhì)量評價等關(guān)鍵核心技術(shù)取得了突破。研制的機器人水下焊接系統(tǒng)已在中廣核等進(jìn)行示范應(yīng)用，可應(yīng)用于強核輻射環(huán)境水下焊接與在役修復(fù)，水下焊接制造過程穩(wěn)定，焊縫成形美觀，焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良。通過產(chǎn)學(xué)研用合作，部分核心技術(shù)已在國內(nèi)焊接設(shè)備上市公司等進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化。 相關(guān)研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發(fā)明42件），軟件著作權(quán)登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術(shù)之一（第28項）進(jìn)行了重點報道，人民網(wǎng)、新華網(wǎng)、中國新聞網(wǎng)等主流媒體都做了相關(guān)報道。 黨中央、國務(wù)院高度重視海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，作出了建設(shè)海洋強國的重大戰(zhàn)略部署。機器人水下焊接制造技術(shù)不僅可以滿足海洋資源開發(fā)裝備現(xiàn)場制造、在役修復(fù)的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權(quán)裝備在惡劣環(huán)境下的自動化維保能力，也能夠應(yīng)用于核電站強核輻射環(huán)境應(yīng)急事故緊急修復(fù)處理。水下機器人焊接制造技術(shù)是科技日報重點報道的35項卡脖子技術(shù)之一。 總體技術(shù)方案 電站現(xiàn)場機器人水下焊接實驗

本技術(shù)來源于國家 863 主題課題“相貫曲線自動焊接數(shù)控裝備技術(shù)與應(yīng)用示 范”（編號：2012AA041307）。 相貫曲線的焊接問題在核電裝備、電站鍋爐、造船、壓力容器、油氣輸送、 供水供暖等行業(yè)廣泛存在。常見的管-管相貫曲線有垂直正交、斜交、偏心交等 多種相關(guān)形式，此外，還存在非管-管相貫形式，如：球-管相貫、弧形管-直管 相貫、橢球-管相貫、錐-管相貫等。常見相貫曲線的自動切割裝備技術(shù)已經(jīng)得 到突破并推廣應(yīng)用，但相貫曲線自動焊接裝備關(guān)鍵技術(shù)仍有待突破，目前國內(nèi) 外仍廣泛采用手工焊接方式，焊接質(zhì)量和效率遠(yuǎn)不能滿足要求。大型、關(guān)鍵核 心部件，采用手工焊接，不但工作量大，而且對焊工的技能、體能及責(zé)任心均 有很高的要求，焊接難度很大，焊接質(zhì)量很難保證。研究基于數(shù)控技術(shù)的空間 相貫曲線自動焊接裝備技術(shù)是解決重點行業(yè)關(guān)鍵核心部件高質(zhì)高效焊接迫切需 求的有效途徑。 針對相貫曲線自動焊接/切割技術(shù)的應(yīng)用需求，開發(fā)了相貫曲線自動切割/焊 接一體化數(shù)控裝備技術(shù)，研發(fā)了 6 軸聯(lián)動樣機，進(jìn)行了切割/焊接實驗并進(jìn)行了 應(yīng)用示范，證明了課題技術(shù)的先進(jìn)性和裝備設(shè)計的合理性，具有廣闊的應(yīng)用前 景。該裝備技術(shù)屬國內(nèi)外首創(chuàng)，已申請發(fā)明專利 5 項，軟件著作權(quán) 2 項。

本發(fā)明公開了一種針對復(fù)雜曲線構(gòu)件的激光焊接實時在線監(jiān)控 系統(tǒng)。該在線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺包括激光焊接頭、機器人、影像采 集設(shè)備、圖像處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、反饋調(diào)節(jié)單元、機器人控制 單元。該系統(tǒng)的目的是通過實時拍攝焊接頭與工件的相對形位，將實 際形位與規(guī)劃行位比對，計算回歸規(guī)劃路徑所需的補償矢量，繼而將 該矢量加載于機器人上以調(diào)節(jié)機器人按照預(yù)定軌跡進(jìn)行焊接。

MKRB-Y2激光焊接機器人工作站主要由焊接機器人、變位機、激光器、激光電源、控制系統(tǒng)、激光指示定位系統(tǒng)、光纖傳輸及聚焦系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成一套智能激光焊接機器人工作站。 工作站激光電源采用最新型基干觸摸屏操作控制的智能化高精度恒流型開關(guān)電源，內(nèi)部采用基干FPGA和ARM的嵌入式結(jié)構(gòu)，控制部分是基于Linux內(nèi)核操作系統(tǒng)，外部顯示配置彩色觸摸屏，提供了水溫、水壓、缺相、過流、過壓等多種故障報警功能，通過觸摸屏界面可以實現(xiàn)對多種激光波形和參數(shù)分段進(jìn)行編程，人機界面美觀大方，功能強勁，質(zhì)量可靠，各種技術(shù)指標(biāo)參數(shù)處干同行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先水平?；诠I(yè)控制現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)通訊，具備較強的抗干擾能力。

航空發(fā)動機機匣是一種復(fù)雜薄壁零件，其加工變形問題是我國航空發(fā)動機制造的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。機匣毛坯組織結(jié)構(gòu)的均勻性是影響機匣加工變形的主要原因之一。鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，是航空發(fā)動機機匣的主要原料。鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結(jié)構(gòu)的無損檢測與定量評價是實現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)均勻性檢測與評價的基礎(chǔ)，有助于準(zhǔn)確判斷毛坯制造質(zhì)量，表征制造工藝改進(jìn)的有效性，降低機匣加工變形概率。 超聲檢測具有穿透能力強，靈敏度和分辨率高、可定位和定量檢測等優(yōu)點，在航空發(fā)動機大規(guī)格高溫合金構(gòu)件制造質(zhì)量檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。超聲檢測信號特征值與材料組織結(jié)構(gòu)變化、二次相或沉淀物的形成相關(guān)，具備有效評價鎳基高溫合金的組織結(jié)構(gòu)的能力。現(xiàn)有鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結(jié)構(gòu)的超聲檢測以噪聲波高為主要判據(jù)，指標(biāo)簡單、閾值設(shè)置嚴(yán)格、誤判率高，無法適應(yīng)不斷改進(jìn)的制造工藝。 組織結(jié)構(gòu)超聲定量評價技術(shù)的核心是確定微觀組織特征參數(shù)與超聲檢測特征參數(shù)之間的定量關(guān)系模型，其本質(zhì)是以模型待定系數(shù)為決策變量，以評價準(zhǔn)確性為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問題。超聲波在鎳基高溫合金中傳播時，受到晶界、相界、孿晶等復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)的綜合作用，若采用聲速、衰減系數(shù)、非線性系數(shù)等單一超聲檢測參數(shù)對組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模與評價，會因信息量的缺失而導(dǎo)致評價誤差大；若增加檢測參數(shù)規(guī)模，則會導(dǎo)致所對應(yīng)優(yōu)化問題的困難性大幅增加。 本研究以鎳基高溫合金組織結(jié)構(gòu)定量評價為主要研究對象，圍繞如何利用協(xié)同進(jìn)化算法求解定量評價的大規(guī)模優(yōu)化問題、以及如何同時利用多種微觀組織特征參數(shù)對鎳基高溫合金進(jìn)行綜合表征展開研究?？蒲谐晒麨楹娇瞻l(fā)動機機匣鎳基高溫合金毛坯制造質(zhì)量檢測、評價、性能預(yù)測提供技術(shù)支持，為制造工藝改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持，也可進(jìn)一步推廣至其它高溫合金、鈦合金等材料中。

化學(xué)鍍Ni-P具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。但是，隨著應(yīng)用的增多也出現(xiàn)了一些問題。由于化學(xué)鍍層是陰極性的，如在施鍍過程中形成針孔、麻點以及使用過程中外力對鍍層的損壞等，往往造成鍍層在腐蝕介質(zhì)中形成電偶腐蝕，使得鍍層不僅對基體起不到保護(hù)作用，反而加速了基體的腐蝕。三元合金Ni-W-P鍍層的出現(xiàn)在一定程度上解決了Ni-P鍍層中所存在的問題。W元素的加入可以提高鍍層的致密性，減小了腐蝕介質(zhì)穿透鍍層在鍍層與基體之間形成電偶腐蝕的幾率。此外，W是一種自鈍化元素，在腐蝕介質(zhì)中有利于鍍層表面鈍化膜的形成，提高了鍍層的耐蝕性能，因此，P的含量相近時Ni-W-P鍍層的耐蝕性能優(yōu)于Ni-P鍍層。但是Ni-W-P鍍層與Ni-P鍍層相比在與基體的結(jié)合力上并沒有提高，在后續(xù)加工過程中如受到一定外力作用時，鍍層很容易脫落，這就使得鍍層的應(yīng)用范圍受到了一定的限制。該技術(shù)針對現(xiàn)有化學(xué)鍍層在使用過程中所存在的問題，提出將含有一定量W元素的Ni-W-P鍍層在高溫下進(jìn)行熱處理，提高鍍層的結(jié)合力和硬度，大幅度提高鍍層的耐蝕耐磨性能，延長鍍層的使用壽命。

中國生產(chǎn)的鎳氫電池性能與國外相比差距還很大，這是由于工藝設(shè)備落后、材料性能較差等原因造成的，電池的一致性、穩(wěn)定性均有待提高。日本稀土貯氫合金全部采用片鑄(Strip Casting)工藝生產(chǎn)，我國則全部采用模鑄(Mold Casting)工藝生產(chǎn)。在國家“八六三”計劃支持下，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的稀土貯氫合金的鑄片產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，達(dá)到日本同期水平。該技術(shù)優(yōu)點有：（1）可以提高稀土貯氫合金的比容量。相同成分的稀土貯氫合金采用模鑄工藝生產(chǎn)比容量為320mAh/g，如果采用片鑄工藝生產(chǎn)則比容量提高到340mAh/g；（2）活化速度快。模鑄工藝生產(chǎn)的稀土貯氫合金需要10-15個完全沖放周期才能達(dá)到最大吸氫量，片貯工藝則只需要2-3個完全沖放周期。（3）抗氧化、耐腐蝕、壽命長。片鑄工藝生產(chǎn)的相同成分稀土貯氫合金比模鑄工藝生產(chǎn)的抗氧化和耐腐蝕性能好，使用壽命長200個循環(huán)周期；（4）可以降低原材料成本。例如生產(chǎn)比容量為320mAh/g的稀土貯氫合金，采用片鑄工藝可以大幅度降低金屬鈷，降幅達(dá)到30%-50%；（5)能耗降低。片鑄工藝生產(chǎn)的稀土貯氫合金全部有均勻細(xì)小的柱狀晶組成、相分布均勻、偏析降低到最低限度、沒有富錳析出，不需要熱處理。模鑄工藝生產(chǎn)的稀土貯氫合金偏析嚴(yán)重、富錳相析出，因此需要熱處理來消除或減弱。 LaNi5型稀土貯氫合金是1969年荷蘭菲利浦公司發(fā)現(xiàn)的，它具有電化學(xué)容量高、循環(huán)工作壽命長、對電解液有良好的耐蝕性、對過充電時正極產(chǎn)生的氧要有良好的耐氧化性、電催化活性高、反應(yīng)阻力（氫過電壓）小、氫擴(kuò)散速率大、電極反應(yīng)可逆性好、在電池工作溫度范圍（-20～+60）內(nèi)有合適的氫平衡分解壓、無污染。稀土貯氫合金的重要應(yīng)用是它可以被用作鎳氫電池的陰極材料。鎳氫電池與傳統(tǒng)的鎳鎘電池相比，其能量密度提高兩倍，廣泛應(yīng)用于能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面，如筆記本電腦、計算機、攝像機、收錄機、數(shù)碼相機、通訊器材、電動工具、混合動力汽車等。

“高性能稀土鎂合金薄板帶生產(chǎn)技術(shù)”項目是以北京市科委經(jīng)費支持為起源、以國家“十二• 五”科技支撐計劃為發(fā)展，以北京科技大學(xué)與美國波音公司國際合作開發(fā)高性能稀土鎂合金等為基礎(chǔ)，逐步形成的一項特色科技成果。通過系統(tǒng)地研究鑄軋、擠壓板坯熱軋、鑄錠熱軋和熱處理過程中鎂合金組織演變機理與性能控制技術(shù)等，研發(fā)出具有高成形性能的稀土鎂合金；實現(xiàn)了高精度鎂合金板成卷軋制過程自動化控制及精整、表面處理技術(shù)的開發(fā)，并完成了高精度鎂合金專用軋機機組及控制裝置的研發(fā)設(shè)計及應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出高性能稀土鎂合金薄板帶生產(chǎn)工藝技術(shù)。