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本項目成果主要針對顆粒增強鋁基復合材料電弧熔焊接頭中焊縫晶粒粗大、顆粒增強相偏聚等問題，以及氧化物彌散強化（ Oxide dispersion strengthened， ODS）高溫合金 TIG 焊過程中焊縫晶粒粗大及氣孔等問題，通過超聲頻脈沖電源與弧焊電源并聯耦合，獲得超聲電弧，對焊縫熔池直接施加超聲振動作用，從而細化焊縫晶粒，改善氣孔問題。同時利用電弧超聲產生的空化作用將貼附在顆粒表面的氣體、氧化層和雜質等清理干凈，改善增強相顆粒在基體中的分布情況。電弧超聲可以去除待焊表面的氧化

功能描述： 鎖鋅板焊接不打磨， 縱縫

加粗鋁型材桌腿，鋁合金電源盒， 可根據用戶需求定制！

焊接機器人比人工焊接有著無與倫比的優勢，操作簡單，普通工人直接代替高技焊工，從而為企業節省高額人工成本，人工需要休息，焊接機器人可以連續工作，生產效率是人工的3倍以上，而且更能降低人工的管理成本。工人焊接工作強度大，工作環境惡劣，焊接煙塵，焊接飛濺，焊接弧光等對人體有很大的傷害，而焊接機器人操作相對簡單，它有封閉的獨立工作站，操作人員在工作站之外能夠完成焊接工作，工人健康得到很好的保護。

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塔腳焊接機器人用途及特點 1. 該設備主要用于鐵塔塔腳的焊接。 2. 獨創的參數化編程方案，無論塔角大小，只需輸入8個參數，就能夠自動完成塔角的編程。 3. 設備自動化程度高，一鍵式啟動，自動完成整個塔角的焊接。 4. 數控塔角變位機，采用機器人高精度關節減速機配私服電機驅動，定位精準快捷，獨創的快速裝夾方案，3分鐘就能完成塔角裝夾。 5. 采用激光尋位，用以糾正安裝制造誤差。 6. 設備結構合理，運行平穩。

厚板焊接作為我國核電、船舶、石化等領域重大裝備的關鍵制造技術，對低熱輸入、高效率、高質量的新型焊接方法升級需求極其迫切。窄間隙焊接技術因采用窄且深的坡口，在厚板焊接時具有效率高、填充量少、熱輸入小、變形小等優勢，在提高焊接效率和焊接質量等方面具有重要應用前景。目前，該類技術在國外核電、船舶等行業廣泛應用，技術較為成熟。而我國窄間隙焊接技術研究起步較晚，在大厚板核心焊接設備、工藝及材料均受制于人，尤其針對我國國防重點企業，存在“卡脖子”風險。高端焊接裝備依賴于進口，價格高昂。國外主要生產廠家包括法國寶利蘇迪、日本日立公司、美國電弧機器等，國內生產廠家華恒、唐山開元等依賴于國外企業的專利授權。 國際和國內現有技術一般采用鎢極擺動、陶瓷片約束、橫向交變磁場等控制電弧周期性地在兩側壁之間燃燒，存在裝置復雜、母材被磁化或間隙較大等缺點。為解決窄間隙焊接側壁熔合的難題，課題組另辟蹊徑，創新性地提出了一種具有完全自主知識產權的“厚板超窄間隙旋轉電弧焊接技術及成套裝備”新技術。該技術突破了現有窄間隙鎢極氬弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工藝的局限性，已實現壁厚50 mm超窄間隙焊接，能夠更為可靠、簡便地解決側壁未熔合缺陷問題。相對于國內外的現有技術，該技術形成的旋轉電弧能夠有效改善電弧熱量及壓力的均勻性，在保證熔敷金屬質量均勻的同時避免熔深過大，具備高質量、高效率的突出優勢，達到國際先進水平，已在國防、核電、QT等工業領域推廣應用。同時，研究團隊自主設計研發了面向核電、石化、船舶等裝備的大厚板非軸對稱旋轉鎢極超窄間隙GTAW成套裝備（圖1），可實現板厚超過150 mm、窄間隙5 mm——9 mm的厚壁材料高質量自動化焊接。 圖1 大厚板非軸對稱旋轉鎢極超窄間隙GTAW成套裝備 該設備特別適用于厚壁不銹鋼焊接、鈦合金、980高強鋼、9Ni鋼等特種材料，在核電、軍工、石化等領域具有廣泛的應用前景。目前處于國際先進水平的寶利蘇迪公司生產的單套設備售價高達380萬元，國產設備售價也達到150——200萬元水平。而自主設計研發的設備單套成本僅約30萬元，能夠產生巨大的經濟效益。

  艾柯AI人工智能實驗室超純水系統  EDI去離子水, 實驗室專用超純水機、純水設備, 電阻率≥18.2或電導率≤0.055 適合水源：城市自來水 制 水 量：100L-200L/H 出水水質：純凈水、RO純水、UP超純水 產品配置：7寸觸摸屏、雙波長紫外消解儀、原裝進口耗材、可加配移動取水手臂 產品特點：TOC實時檢測顯示、全智能語音助手、遠程控制     AI人工智能實驗室超純水系統 “艾柯AI人工智能實驗室超純水系統是配備艾柯自主技術4G物聯網功能，可連接手機或電腦遠程操控整套系統，采用微電腦全自動控制，配備PLC物聯網模塊，人性化設計，占地面積小，操作使用方便。設備一機多用，可同時制備取用多種水質的水，純凈水、RO純水、UP超純水。產水量100-200L/H可選，RO水水質電導率≤5 μS@25℃，超純水水質標準優于GB6682-2008一級水標準，全面滿足各類清洗、實驗、分析、科研等不同用水需求。”       ▎技術參數 ▎艾柯-專注水處理行業22年 機器型號 AK-AIZN-UP AK-AIZN-EDI-UP 進水水源 城市自來水 水溫5-40℃ 水壓1-5kg  TDS＜350ppm 電    源 380V/50HZ 功     率 1KW 1.2KW 機器重量 185KG 200KG 主機體積 長650mm×寬900mm×高1388mm 制備取水 一機多用，可同時制備取用多種水質的水：純凈水、RO純水、UP超純水 儲水箱 22G全封閉真空壓力儲水桶或PE桶 紫外滅菌 配置185nm和254nm雙波長紫外消解儀 制水量 100L/h  120L/h  150L/h  180L/h  200L/h 取水流速 飲用純凈水：3.4L/min  RO純水：3.2L/min  UP超純水：3L/min 飲用水水質 電導率≤10uS/cm@25℃ 水質達到中國國家瓶裝飲用純凈水（GB17324-1998）標準 RO純水水質 電導率≤5μS/cm@25℃;電阻率≥0.2ΜΩ.cm@25℃;雜質去除率98% 水質標準達到中國國家實驗室用水（GB6682-2008）三級水標準優于普通蒸餾水 超純水水質 電阻率值 18.25ΜΩ.cm@25℃ 電導率值 ≈0.055μS/cm@25℃ 熱 源 ＜0.01Eu/ml ＜0.02Eu/ml 微生物值 ＜1cfu/ml 總有機碳 TOC：＜3ppb TOC：＜1ppb 陽離子含 ＜0.02ppb ＜0.01ppb 陰離子含 ＜0.03ppb ＜0.02ppb 達到標準 中國分析實驗室用水規格（GB6682-2008）一級水標準美國試藥級（CAP、ASTM、NCCLS）超純水水質標準中國國家電子級超純水規格（GB/T11446.1-1997）EW-I標準 標準配置  PP→AC→RO→DI→UP→UV→UF PP→AC→RO→EDI→UP→UV→UF 適用范圍 分子生物學、血液分析、微量分析、藥物成分分析、ICP-MS、ICP、GC-MS、LC-MS、HPLC、AAS、PCR、TOC等各行業高端標準實驗室研究、分析、檢測用水   ▎系統功能 ▎艾柯-專注水處理行業22年 智能語音遠程控制 微電腦全自動控制，配備PLC物聯網模塊，人性化設計，具備人機對話功能 多功能預警系統 系統具備故障監測、自動報警功能，可遠程修復控制系統的各項錯誤亂碼程序 定量定質定時取水 系統具備定時、定量、定質取水功能，可任意設置定量取水(0.5L-100L)，定質取水(R0水、EDI水、UP水)定時取水(1min-60min)，免除人工頻繁手動取水等候 360°可移動取水手臂 配備取水手臂加腳踏取水功能，同時擁有三套控制取水功能，設備操作更加便捷、可靠 AI語音智能對話 具備AI語音智能對話，語音喚醒開機、關機、待機、取水 取水記錄下載功能 支持歷史系統記錄查詢，可保存兩年取水記錄，可通過USB遠程讀取數據 四路水質檢測顯示 具備“AK”專用四路水質檢測和溫度顯示功能，可同時檢測和顯示：進水電導、RO水電導、UP水電阻、EDI水電阻 TOC實時檢測顯示 具備“AK”專用內置總有機碳量(TOC)檢測裝置與現實功能，設計符合USP要求檢測范圍0-999ppb，檢測精度士1ppb，提供在線TOC檢測 原裝進口純化濾芯 配備“AK”專用大容量核子級超純化罐、DI純化柱，水質穩定，壽命更長 智能液晶觸控大屏 配備7寸智能電容屏，可以實時查看整機運行流程圖加各項檢測數據，操作簡單、智能 封閉式一體化設計 系統采用中央一體式設計，無外置模塊，占地面積更小系統集中化使安裝、位移、維護更加便捷   ▎適用范圍 ▎ 艾柯-專注水處理行業22年 生化分析、血液分析、微量分析、環境分析、理化檢測分析 藥物成分分析、基因研究、分子生物學、生命科學、組織培養 生物工程、動植物細胞培養、氨基酸分析、蛋白質純化、毒理研究 IVF實驗、DNA測序、毒理研究、ICP-MS、ICP GC-MS、LC-MS、HPLC、AAS、PCR、TOC等標準實驗室研分析、檢測用水    

成果與項目的背景及主要用途：統計資料表明，80-90%焊接結構斷裂事故 是由疲勞失效引起的，由于焊接接頭的焊趾處的應力集中和殘余拉伸應力作用， 焊接接頭疲勞強度大幅度地低于基本金屬的疲勞強度。雖然結構按疲勞規范設 計，仍然發生一些整體結構的過早疲勞失效，造成巨大的經濟損失，甚至是人 身傷亡事故。由于焊接接頭焊趾是疲勞裂紋引發部位，如果對該部位實施適當 的處理，使殘余拉伸應力轉變為壓縮應力和減少應力集中，這將有利于延緩疲 勞裂紋的產生，具有巨大的社會效益和經濟效益。本項目是在國家自然科學基 金的支持下完成的，從超聲波沖擊、相變應力應用、等離子噴涂等三方面提出 了三種改善焊接結構疲勞性能的新技術，研制發明了相應的裝置、焊接材料和 噴涂技術。這些方法可以方便地應用到橋梁、采油平臺、船舶、飛機、機車車 輛、壓力容器及管道等工況、野外施工和高空現場作業的場合，其應用前景是 十分樂觀。 技術原理與工藝流程簡介：天津大學科技成果選編 1）超聲沖擊方法改善焊接結構疲勞性能的基本工作原理為：通過超聲波發 生器將電網上的工頻交流電轉換成超聲頻的交流電，用以激勵聲學系統的換能器。 換能器將電能轉換成同樣頻率的機械振動，在機架所提供的一定壓力作用下，將 該超聲頻的機械振動傳遞給工件上的焊縫，使以焊趾為中心的一定區域內焊接接 頭表面產生足夠厚度的塑性變形層，從而達到改善接頭幾何外形，降低應力集中 程度、調節其應力場沿厚度方向的分布狀況，最終達到改善焊接接頭疲勞強度的 目的。 2）相變應力應用改善焊接結構疲勞性能的基本工作原理：利用開發的相變 應力焊接材料使焊縫金屬冷卻中產生的相變應力，抵消焊接殘余拉伸應力并獲得 壓縮應力，最終達到改善焊接接頭疲勞強度的目的。 3）等離子噴涂改善焊接結構疲勞性能的基本工作原理：利用等離子在焊趾 部位噴上結合性能良好的涂層材料來改善接頭的應力集中狀態，最終達到改善焊 接接頭疲勞強度的目的。 技術水平及專利與獲獎情況：整體研究達國際先進水平；已獲國家發明專利 3 項，在申請國家發明專利 5 項；2004 年度天津市自然科學一等獎，2002 年獲 教育部發明二等獎。 應用前景分析及效益預測：接頭焊趾及焊跟部位是焊接結構承受疲勞載荷的 薄弱環節，改善焊趾和焊根部位的疲勞性能將提高整個結構的疲勞性能。使用超 聲波沖擊、相變應力及等離子噴涂等這些新技術可以大幅度地改善焊接結構的疲 勞壽命，顯著降低焊接結構破壞事故的發生幾率, 進而節約焊接結構的用鋼量和 資金，增加焊接結構的安全裕度，防止因焊接結構發生意外疲勞破壞事故給國家 和人民財產的經濟損失，因此具有廣闊的應用前景及產生巨大社會效益和經濟效 益的可能。 應用領域：可以應用到橋梁、采油平臺、船舶、飛機、機車車輛、壓力容器 及管道、水輪機、火箭發動機、汽車制造等諸多領域。 

本項目涉及的是一種與大線能量焊接用鋼相配套的專用藥芯焊絲。近年，隨著構件的大型化和大跨度化，為提高焊接施工效率和降低生產成本，諸如自動氣電立焊、埋弧焊、電渣焊等大線能量焊接方法已相繼在造船、建筑、橋梁、石油化工、海洋結構等制造領域中得到廣泛應用。 例如，在船舶制造中，焊接工時約占總工時的40%，焊接成本約占船舶制造成本的17%，日本造船行業從90年代初開始應用大線能量焊接技術后，焊接效率較傳統的多道次焊接提高近10倍，但是在大線能量焊接條件下，焊接接頭處的溫度升高、受熱時間增長，導致焊縫及熱影響區(HAZ) 晶粒組織粗化，會使力學性能尤其是沖擊韌性變差，為解決此問題，日本在20年前就已采用氧化物冶金新技術研究開發成功能夠承受400kJ/cm以上熱輸入的大線能量焊接造船鋼板，40至100mm厚度的鋼板可實現一道次焊接成形，使造船成本顯著降低、船舶建造周期大幅度縮短，但日本各鋼鐵公司對這項技術嚴格保密從不披露其工藝細節。在此背景下，國內鋼鐵企業和科研院校相繼開展了大線能量焊接專用鋼的研究開發，其中，東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室同國內鋼鐵企業合作已經工業試制成功線能量大于400kJ/cm的 戰略石油儲罐用鋼（該項成果2013年獲冶金科學技術二等獎）和EH40、EH36級船板用鋼，但是與這些大線能量焊接用鋼相配套的國產焊接材料此前鮮有研究開發和實際應用業績報道，目前國內市場所需的100-300kJ/cm 大線能量焊接專用藥芯焊絲幾乎全部從日本高價進口，而能夠承受400kJ/cm以上線能量的高端藥芯焊絲日方處于某種戰略考量至今拒絕出口中國市場，為了改變這種長期受制于人的被動局面，東北大學RAL國家重點實驗室基于前期大線能量焊接用鋼研發的技術基礎，近期已試制成功直徑1.0-1.6mm、焊接線能量100-500kJ/cm、適于氣電立焊的大線能量焊接專用藥芯焊絲，藥芯焊絲在線能量200～425kJ/cm的較大范圍內，各項力學性能均能滿足目前國內常用船板的大線能量焊接要求，同樣有望滿足儲油罐鋼板的大線能量焊接要求。該焊絲除有望替代進口、滿足國內造船企業和國家戰略石油儲備庫建設的大量需求外，還有望在海洋工程、石油化工、高層建筑和橋梁建造等眾多領域得到推廣應用。