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復雜工況機器人水下焊接制造與在役修復技術
華南理工大學焊接裝備團隊經過多年艱苦努力，成功開發出面向復雜水下空間環境的機器人水下焊接制造系統，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、質量評價等關鍵核心技術取得了突破。研制的機器人水下焊接系統已在中廣核等進行示范應用，可應用于強核輻射環境水下焊接與在役修復，水下焊接制造過程穩定，焊縫成形美觀，焊接接頭質量優良。通過產學研用合作，部分核心技術已在國內焊接設備上市公司等進行技術轉化。 相關研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發明42件），軟件著作權登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術之一（第28項）進行了重點報道，人民網、新華網、中國新聞網等主流媒體都做了相關報道。 黨中央、國務院高度重視海洋經濟發展，作出了建設海洋強國的重大戰略部署。機器人水下焊接制造技術不僅可以滿足海洋資源開發裝備現場制造、在役修復的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權裝備在惡劣環境下的自動化維保能力，也能夠應用于核電站強核輻射環境應急事故緊急修復處理。水下機器人焊接制造技術是科技日報重點報道的35項卡脖子技術之一。總體技術方案電站現場機器人水下焊接實驗知識產權類型:發明專利技術先進程度:達到國內領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
2021-04-10
復雜工況機器人水下焊接制造與在役修復技術
華南理工大學焊接裝備團隊經過多年艱苦努力，成功開發出面向復雜水下空間環境的機器人水下焊接制造系統，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、質量評價等關鍵核心技術取得了突破。研制的機器人水下焊接系統已在中廣核等進行示范應用，可應用于強核輻射環境水下焊接與在役修復，水下焊接制造過程穩定，焊縫成形美觀，焊接接頭質量優良。通過產學研用合作，部分核心技術已在國內焊接設備上市公司等進行技術轉化。
相關研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發明42件），軟件著作權登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術之一（第28項）進行了重點報道，人民網、新華網、中國新聞網等主流媒體都做了相關報道。
黨中央、國務院高度重視海洋經濟發展，作出了建設海洋強國的重大戰略部署。機器人水下焊接制造技術不僅可以滿足海洋資源開發裝備現場制造、在役修復的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權裝備在惡劣環境下的自動化維保能力，也能夠應用于核電站強核輻射環境應急事故緊急修復處理。水下機器人焊接制造技術是科技日報重點報道的35項卡脖子技術之一。
總體技術方案
電站現場機器人水下焊接實驗
華南理工大學
2021-05-11
相貫曲線自動切割/焊接一體化數控裝備技術
本技術來源于國家 863 主題課題“相貫曲線自動焊接數控裝備技術與應用示 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已經得 到突破并推廣應用，但相貫曲線自動焊接裝備關鍵技術仍有待突破，目前國內 外仍廣泛采用手工焊接方式，焊接質量和效率遠不能滿足要求。大型、關鍵核 心部件，采用手工焊接，不但工作量大，而且對焊工的技能、體能及責任心均 有很高的要求，焊接難度很大，焊接質量很難保證。研究基于數控技術的空間 相貫曲線自動焊接裝備技術是解決重點行業關鍵核心部件高質高效焊接迫切需 求的有效途徑。 針對相貫曲線自動焊接/切割技術的應用需求，開發了相貫曲線自動切割/焊 接一體化數控裝備技術，研發了 6 軸聯動樣機，進行了切割/焊接實驗并進行了 應用示范，證明了課題技術的先進性和裝備設計的合理性，具有廣闊的應用前 景。該裝備技術屬國內外首創，已申請發明專利 5 項，軟件著作權 2 項。
山東大學
2021-04-13
一種針對復雜曲面構件的激光焊接實時在線監控系統
本發明公開了一種針對復雜曲線構件的激光焊接實時在線監控 系統。該在線監控系統的硬件平臺包括激光焊接頭、機器人、影像采 集設備、圖像處理單元、數據處理單元、反饋調節單元、機器人控制 單元。該系統的目的是通過實時拍攝焊接頭與工件的相對形位，將實 際形位與規劃行位比對，計算回歸規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節機器人按照預定軌跡進行焊接。
華中科技大學
2021-04-14
MKRB-Y2激光焊接機器人工作站
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、激光指示定位系統、光纖傳輸及聚焦系統、冷卻系統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電源，內部采用基干FPGA和ARM的嵌入式結構，控制部分是基于Linux內核操作系統，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對多種激光波形和參數分段進行編程，人機界面美觀大方，功能強勁，質量可靠，各種技術指標參數處干同行業技術領先水平。基于工業控制現場總線的數據通訊，具備較強的抗干擾能力。
寧波摩科機器人科技有限公司
2022-11-07
新型配位交聯的聚合物合金
本技術充分利用材料中的可配位基團，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金屬陽離子進 行配位交聯，創建了一個新的非共價鍵交聯的網絡體系。由于金屬配位的鍵能高于氫鍵鍵能， 而且變化范圍也比較大，因此通過配位交聯所獲得的材料的力學性能優于通過氫鍵組裝的橡膠 材料；由于配位鍵的鍵能低于共價鍵，可以在一定情況下破壞配位交聯而不影響聚合物材料的 主鏈結構；配位鍵具有電、磁特性及非線性光學特性，通過選擇不同配位數和配位方式的金屬 離子，調節金屬離子的濃度，改變加工溫度和時間等方法控制聚合物的交聯程度和交聯密度， 實現了聚合物微觀結構和材料最終使用性能按需要進行調控；金屬離子同橡膠材料的配位是直 接在材料加工過程中一步實現，工藝簡單；這種配位交聯橡膠的添加劑和加工過程也無污染， 且幾乎不需要其他助劑，是一種環境友好的高性能、多功能材料，降低了對環境的污染和產品 的成本。無炭黑添加的配位交聯NBR的拉伸強度可超過60MPa，伸長率達到1000﹪，遠遠優于 硫磺交聯、炭黑補強的NBR (拉伸強度通常為20Mpa，伸長率<500%) 。而且由于金屬離子的引 入，橡膠材料也具有了一些特殊的性能，例如更加優良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性 等。這些結果表明金屬配位交聯的綠色橡膠具有很高的實用價值和廣闊的應用前景。
華東理工大學
2021-04-11
電脈沖沉積鋁化物合金涂層技術
研制一種振動式電脈沖沉積裝置，可以在空氣中直接在金屬及合金表面沉積厚度達100mm的鋁化物微晶涂層。涂層表面光滑，具有微晶結構，涂層與基體具有冶金結合。涂層具有優異的抗氧化、抗硫化性能和耐磨損性能。操作簡便，既可以手工操作，也可以實現機械化涂覆。在Cr5Mo、Cr9Mo及不銹鋼表面沉積了厚度達100mm的鋁化物微晶涂層，具有優異的抗氧化、抗硫化性能和耐磨損性能。可獲得厚度達100mm的鋁化物微晶涂層，具有優異的抗氧化、抗硫化性能和耐磨損性能。可以在空氣中直接涂覆。
北京科技大學
2021-04-11
先進粉末高溫合金的研制及制備技術
采用注射成形工藝實現復雜形狀增壓渦輪的近終成形，并滿足高性能和低成本的要求。根據注射成形渦輪對零件壁厚的要求，選擇 ø52mm 渦輪作為研制對象，并完成了中空蝸輪的結構設計及可靠性校驗，中空孔徑確定為 ø5mm，孔深 25mm，如圖 1 所示。對比分析實芯渦輪和中空渦輪的離心應力分布可知，采用中空結構的渦輪，其應力分布較原始渦輪應力分布一致，但渦輪離心應力有所增大，中空結構渦輪的最大離心應力為 626MPa，較原始渦輪增加了 20.4%。渦輪采用中空設計后，自振頻率變化很小，頻率平均變小 0.167%，可近似認為沒有變化。中空結構增壓渦輪不僅達到了減輕重量的目的，而且大幅度減小了燒結變形。設計了側向抽芯模具結構（如圖 2 所示），實現了復雜形狀增壓渦輪的近終成形。采用數值模擬方法對注射成形充模過程進行了模擬，得出了喂料的充模過程（如圖 3 所示），并闡明了渦輪在注射成形過程中產生的缺陷與機理。優化了注射成形工藝參數，得出最佳的注射成形工藝參數為：注射溫度為 160℃，注射壓力為 60MPa，模溫為 80℃，最終制備出了無缺陷的注射成形坯。以平均粒度 15μm 的惰性氣體霧化的 K418 鎳基高溫合金為原料，選用 67%裝載量，將粉末與粘結劑（60%石蠟+15%高密度聚乙烯+15%聚丙烯+10%硬脂酸）于 140℃在 開放式混煉機中混煉 30min，制備出適合鎳基高溫合金粉末注射成形的高效粘結劑，制備出了流變性能良好的注射喂料。分析了脫脂方法、脫脂制度和脫脂溫度對致密度和最終高溫合金性能的影響，掌握了碳、氧含量的精確控制技術。通過燒結+熱等靜壓工藝獲得高致密度的粉末高溫合金，具有晶粒細小、顯微組織均勻、綜合力學性能優異等優點。MIM418 合金 1230℃真空燒結相對密度為 97%，熱等靜壓后的樣品接近全致密。
北京科技大學
2021-02-01
鎂合金耐磨、耐蝕高性能協合涂層技術
鎂合金的腐蝕與防護是鎂合金應用中的全球性瓶頸問題，如何解決鎂合金的腐蝕問題是決定鎂合金應用前景的關鍵問題之一。上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心是我國鎂合金材料和鎂合金制品的研究開發和產業化示范基地，在致力于鎂合金腐蝕與防護機理和方法近14年的系統、深入研究基礎上，開發出了一系列功能獨特、裝飾性好的鎂合金表面處理技術及其生產工藝。其中，技術成熟、性能優異、應用效果和反應良好的“鎂合金耐磨、耐蝕高性能協合涂層技術”最為突出，已在我國的航空、航天、衛星、雷達、通訊、汽車、紡織等領域獲得廣泛應用。
“協合涂層”不是傳統意義的涂層，而是采用特殊工藝將低摩擦系數的聚合物或者固體潤滑劑引入微弧氧化膜或者硬質鍍層之中，從而結合了原始膜層和引入物兩者的優點。該種涂層與基體金屬的表層形成一個整體，而非僅一層表面覆蓋層，故其性能優于原來的基體金屬和單一的涂層組分性能。本項目對鎂合金微弧氧化處理的“火花”大小和密度可進行調控，從而實現對氧化層微孔直徑、分布密度和膜層厚度的調控。協合涂層具有硬度高、強韌性好、耐磨耐蝕的優點。
該項目擁有鎂合金超聲濕噴丸方法、鎂合金陽極氧化用離子交換膜電解槽及其氧化方法兩項 授權發明專利，可廣泛應用于航空、航天、衛星、雷達、通訊、汽車、紡織等領域，具有很大的經濟和社會效益潛力。
上海交通大學
2021-05-11
低成本釩基固溶體貯氫合金
成果描述：氫能做為一種新型能源，以其清潔、高效、來源廣泛等優點引起了人們的廣泛關注。貯氫合金是發展歷史最長、技術最為成熟的儲氫介質，在體積儲氫密度、工作溫度、工作壓力、吸放氫動力學性能和安全性等方面都具有優勢。 常用的AB5、AB2及AB型儲氫合金的儲氫量一般都不超過2wt%，限制了其工程應用。釩鈦基儲氫合金具有超過3.8wt%的理論貯氫量，常溫附近放氫量可接近3.0wt%，熱力學及動力學性能良好，有望在燃料電池驅動的器件上得到廣泛應用。 在863和各級省市政府支持下，已經形成如下技術成果： 1.形成了具有自主知識產權的V-Ti-Cr-Fe四元合金體系，其釩含量可在20-60wt%變化； 2.這類合金多數可用價廉的FeV80中間合金制備，相對于用純金屬釩制備，合金材料成本下降到10%左右，解決了這類合金應用的成本制約因素； 3.這類合金無需活化處理，可直接在室溫下吸放氫，298K下6分鐘內合金吸氫量普遍超過3.6wt%； 4.截止壓為0.01MPa時，部分合金298K放氫量超過2.5wt%，278K吸氫后333K放氫量超過3.0wt%，是目前已見報道的含Fe的低成本釩鈦基儲氫合金中0.01MPa截止壓下放氫量最高的。市場前景分析：近年來，用質子交換膜燃料電池驅動的便攜電源、不間斷電源、燃料電池自行車、三輪代步車等在國內外市場上悄然興起，氫燃料電池汽車、潛艇等技術也逐漸成熟并形成市場，釩鈦基貯氫合金可以作為氫源為質子交換膜電池提供氫氣。與同類成果相比的優勢分析：低成本釩鈦基貯氫合金項目已與加拿大和國內2家企業等企業開展合作，其中擬與加拿大開展合作建立低成本釩鈦基貯氫合金生產線。國內正共同開發制氫-貯氫-燃料電池-燃料電池汽車示范工程，釩鈦基貯氫合金系統將作為其中重要的一環。
四川大學
2021-04-10