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管線鋼環(huán)焊縫焊接專家系統(tǒng)結(jié)合有限元、專家知識(shí)和推理、數(shù)據(jù)庫(kù)、多庫(kù)協(xié)同等技術(shù)，具有焊接工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)功能和焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)功能。其主要特點(diǎn)包括：（1）建立了基于知識(shí)庫(kù)的管道環(huán)焊縫焊接工藝設(shè)計(jì)的規(guī)則、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和模型的知識(shí)表示方法，采用開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的設(shè)計(jì)理念和推理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了焊接工藝的推理。（2）具有知識(shí)的提煉、自學(xué)習(xí)能力、知識(shí)的升級(jí)的功能。（3）在管道環(huán)焊縫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合有限元理論、利用專家知識(shí)和推理，極大地完善管道環(huán)焊縫焊接專家系統(tǒng)在焊接過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用，具有很好的操作實(shí)施性。

內(nèi)容介紹： 釆用電液比例控制及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中主軸轉(zhuǎn)速、軸 向壓力（摩擦壓力、頂鍛壓力）的閉環(huán)控制，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度的開(kāi)環(huán)控制， 可實(shí)時(shí)顯示焊接過(guò)程中主軸轉(zhuǎn)速、軸向壓力（摩擦壓力、頂鍛壓力）、焊 接縮短量（滑臺(tái)位移）、摩擦功率（主軸電機(jī)電流）曲線與數(shù)據(jù)，開(kāi)關(guān)量 （DI、DO）狀態(tài)，可列表顯示、回放、打印、存儲(chǔ)與調(diào)用所有參數(shù)及曲線， 進(jìn)行焊接方式控制。

雙面雙弧焊接技術(shù)是采用兩個(gè)電弧在工件的兩面同時(shí)操作立焊-立焊、平焊-仰焊的一種焊接工藝。雙機(jī)器人協(xié)同雙面雙弧焊接技術(shù)是利用兩臺(tái)焊接機(jī)器人協(xié)同實(shí)現(xiàn)雙面雙弧焊接的技術(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)包括雙機(jī)器人電弧焊接同步協(xié)調(diào)技術(shù)，平焊-仰焊、立焊-立焊雙面雙弧熔池控制技術(shù)和雙面雙弧焊接工藝技術(shù)。 使用該系統(tǒng)焊接擁有三大優(yōu)勢(shì)：優(yōu)質(zhì)--同步熔透，焊縫缺陷少，外觀成形好；低耗--焊接5-12mm厚板，無(wú)需開(kāi)坡口，不填絲或極少填絲；高效--雙面焊接，不需清根，工件無(wú)需翻轉(zhuǎn)，效率極高，焊接10mm高強(qiáng)鋁合金，焊接時(shí)

換熱器管板接頭數(shù)量多，管子排列密集，且無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示。手工焊接方法在換熱器管板焊接中效率低、對(duì)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度高且焊縫質(zhì)量難以保證。

由于大尺寸焊接結(jié)構(gòu)尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以其有限元建模過(guò)程難度較大，利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)對(duì)整個(gè)建模過(guò)程進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為典型的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)有限元仿真過(guò)程更加簡(jiǎn)單、效率更高。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 由于大尺寸焊接結(jié)構(gòu)尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以其有限元建模過(guò)程難度較大，利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)對(duì)整個(gè)建模過(guò)程進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為典型的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)有限元仿真過(guò)程更加簡(jiǎn)單、效率更高；同時(shí)有限元分析對(duì)網(wǎng)格模型的要求高，需要在保證計(jì)算精度的前提下保證計(jì)算效率，使用網(wǎng)格過(guò)渡技術(shù)，保證熱源影響大的區(qū)域使用精細(xì)的網(wǎng)格，熱源影響小的區(qū)域使用較粗的網(wǎng)格，從而達(dá)到相同網(wǎng)格條件下更精確地計(jì)算結(jié)果與更高的計(jì)算效率。例如《大型復(fù)材工裝焊接工藝研究》項(xiàng)目，針對(duì)大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件Invar合金模具手工電弧焊焊接工藝進(jìn)行研究，采用高效建模的手段對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行模擬分析，降低時(shí)間與材料等方面的成本。采用實(shí)驗(yàn)與仿真并行，理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、仿真分析相結(jié)合的技術(shù)路線開(kāi)展 Invar 合金試板件手工焊接工藝參數(shù)探索。 三、創(chuàng)新點(diǎn)及主要技術(shù)指標(biāo) 創(chuàng)新點(diǎn)：參數(shù)化建模，縮短建模周期；采用非均勻過(guò)渡性網(wǎng)格以控制計(jì)算量，在保證計(jì)算精度的前 提下壓縮計(jì)算量，采用多 CPU 并行計(jì)算以提高計(jì)算效率。 技術(shù)指標(biāo)：建模效率提高 30%，計(jì)算效率提高 30%。 四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及獲獎(jiǎng) 論文10余篇，其中典型示例如下： Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting  deposition of Invar alloy Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy 專利： 基于精準(zhǔn)能量分配的激光-電弧復(fù)合加工的能量分配系數(shù)模型的構(gòu)建方法 一種焊接過(guò)程氣孔形成與演變的二維計(jì)算機(jī)模擬方法

智能焊接機(jī)器人：帶有視覺(jué)識(shí)別和激光掃描系統(tǒng)，能自動(dòng)識(shí)別待焊接特征，通過(guò)視覺(jué)識(shí)別粗略判斷零部件特征，在此基礎(chǔ)上利用激光掃描精確確定焊接位置，對(duì)大型零部件進(jìn)行自動(dòng)特征識(shí)別和焊接，提高小批量產(chǎn)品的焊接速度和質(zhì)量。

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(guò)程中，稀土往往作為制備過(guò)程中的優(yōu)化劑來(lái)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(kāi)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(chē)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(guò)導(dǎo)熱率來(lái)體現(xiàn)，力學(xué)性能可以通過(guò)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(guò)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(guò)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。

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         傳統(tǒng)CMOS工藝的圖形處理器通常是由探測(cè)、存儲(chǔ)、處理等多個(gè)分立系統(tǒng)構(gòu)成，不可避免的增加了集成電路的復(fù)雜性、功耗和成本，憶阻器在新型信息存儲(chǔ)器件、存算一體化技術(shù)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力。         研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)展的感存算一體化新型光電憶阻材料與器件能夠解決傳統(tǒng)人工視聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)在容量、集成度、速度等方面的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)高效智能視聽(tīng)覺(jué)傳感系統(tǒng)的基礎(chǔ)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次在基于氧化鎢材料憶阻突觸器件的視聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)中模擬了速度檢測(cè)的多普勒頻移信息處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高通濾波和處理具有相對(duì)時(shí)序和頻移的尖峰數(shù)據(jù)。這些結(jié)果為視聽(tīng)覺(jué)運(yùn)動(dòng)感知的模擬提供了新機(jī)會(huì)，促進(jìn)了其在未來(lái)神經(jīng)形態(tài)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。         意向開(kāi)展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開(kāi)發(fā)資金支持