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焊接作為工程機械領(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，智能焊接與檢測嚴重依賴國外進口設備，價格昂貴、售后服務難以保障。對于大型、復雜焊接結(jié)構(gòu)，焊后焊縫質(zhì)量智能檢測在整條焊接產(chǎn)線上屬于空白。本團隊在國內(nèi)首次開發(fā)了大型焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)外一體化智能檢測裝備及軟件，部分高端裝備達到國際水平，建成了國內(nèi)首條內(nèi)外一體化焊接智能檢測與評估生產(chǎn)線，在徐工挖掘機上獲得應用，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與評估生產(chǎn)線獲央視CCTV2報道

"本發(fā)明公開一種有效抵抗電力線窄帶和脈沖噪聲的置換碼構(gòu)造 方法與碼字序列發(fā)生器。置換碼構(gòu)造方法是指碼長為 n 最小距離為 n-1 的置換碼(n,n-1)PC 代數(shù)結(jié)構(gòu)設計方法，所述碼字序列發(fā)生器是指碼長 n 為素數(shù)、碼集合勢為 Pn,d＝n(n-1)的置換碼發(fā)生器原理電路。所述 (n,n-1)PC 在 n！個置換的特定 n-RPGCF 排序規(guī)則約束下，由 n-1 個 tn 軌道構(gòu)成，每個 tn 軌道的首置換構(gòu)成軌道首陣列，該陣列的每一個置 換由等差數(shù)列的不同公差和不同分段排序方式來設計，通過對該陣列 ·1024·中每一個置換使用 tn 操作 n-1 次，即生成(n,n-1)PC。所述碼字序列發(fā) 生器給每個元素分配 m 位，每個碼字占用 n×m 個存儲單元，其循環(huán) 移位寄存器組由 m 組 n 個觸發(fā)器構(gòu)成，執(zhí)行 m 位并行 n 位串行的左移 輸入、循環(huán)右移、左移輸出和循環(huán)左移一系列操作，完成從軌道首陣 列到 n(n-1)個置換碼字的生成過程。

成果與項目的背景及主要用途：統(tǒng)計資料表明，80-90%焊接結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)按疲勞規(guī)范設 計，仍然發(fā)生一些整體結(jié)構(gòu)的過早疲勞失效，造成巨大的經(jīng)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(fā)部位，如果對該部位實施適當 的處理，使殘余拉伸應力轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s應力和減少應力集中，這將有利于延緩疲 勞裂紋的產(chǎn)生，具有巨大的社會效益和經(jīng)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(jié)構(gòu)疲勞性能的新技術(shù)，研制發(fā)明了相應的裝置、焊接材料和 噴涂技術(shù)。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(xiàn)場作業(yè)的場合，其應用前景是 十分樂觀。 技術(shù)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(jié)構(gòu)疲勞性能的基本工作原理為：通過超聲波發(fā) 生器將電網(wǎng)上的工頻交流電轉(zhuǎn)換成超聲頻的交流電，用以激勵聲學系統(tǒng)的換能器。 換能器將電能轉(zhuǎn)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(qū)域內(nèi)焊接接 頭表面產(chǎn)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(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)疲勞性能的基本工作原理：利用開發(fā)的相變 應力焊接材料使焊縫金屬冷卻中產(chǎn)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(jié)構(gòu)疲勞性能的基本工作原理：利用等離子在焊趾 部位噴上結(jié)合性能良好的涂層材料來改善接頭的應力集中狀態(tài)，最終達到改善焊 接接頭疲勞強度的目的。 技術(shù)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(fā)明專利 3 項，在申請國家發(fā)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(fā)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(jié)構(gòu)承受疲勞載荷的 薄弱環(huán)節(jié)，改善焊趾和焊根部位的疲勞性能將提高整個結(jié)構(gòu)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(shù)可以大幅度地改善焊接結(jié)構(gòu)的疲 勞壽命，顯著降低焊接結(jié)構(gòu)破壞事故的發(fā)生幾率, 進而節(jié)約焊接結(jié)構(gòu)的用鋼量和 資金，增加焊接結(jié)構(gòu)的安全裕度，防止因焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生意外疲勞破壞事故給國家 和人民財產(chǎn)的經(jīng)濟損失，因此具有廣闊的應用前景及產(chǎn)生巨大社會效益和經(jīng)濟效 益的可能。 應用領(lǐng)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(fā)動機、汽車制造等諸多領(lǐng)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(gòu)件的大型化和大跨度化，為提高焊接施工效率和降低生產(chǎn)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(jié)構(gòu)等制造領(lǐng)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(yè)從90年代初開始應用大線能量焊接技術(shù)后，焊接效率較傳統(tǒng)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(qū)(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(shù)研究開發(fā)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(xiàn)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(shù)嚴格保密從不披露其工藝細節(jié)。在此背景下，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)和科研院校相繼開展了大線能量焊接專用鋼的研究開發(fā)，其中，東北大學軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室同國內(nèi)鋼鐵企業(yè)合作已經(jīng)工業(yè)試制成功線能量大于400kJ/cm的 戰(zhàn)略石油儲罐用鋼（該項成果2013年獲冶金科學技術(shù)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(chǎn)焊接材料此前鮮有研究開發(fā)和實際應用業(yè)績報道，目前國內(nèi)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(zhàn)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(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)，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(nèi)，各項力學性能均能滿足目前國內(nèi)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(nèi)造船企業(yè)和國家戰(zhàn)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(lǐng)域得到推廣應用。

通過無損探傷、拉伸試驗、水壓試驗和水壓爆破試驗對采用該技術(shù)制備的接 頭進行了完整性和力學性能檢測，測試結(jié)果合格。

本項目設計和實施一種5自由度簡易焊接機器人。簡易焊接機器人可以靠底座的四個腳輪方便地在工件周圍移動。架體側(cè)面安裝有電磁吸盤，當操作者指定一段焊縫時，機器人吸附在工件一側(cè)，機器人基座與工件保持相對固定。簡易焊接機器人具有5個自由度。三個移動軸沿x、y和z方向可將末端工具送到不同的空間位置，而機器人末端的兩轉(zhuǎn)動軸解決焊槍姿態(tài)調(diào)整的不同要求。x和y方向的移動靠同步帶傳動，z方向的移動由梯形絲杠傳動，在焊接一個平面特征時，z軸可自動或由手工調(diào)節(jié)完畢，可不做位置控制。兩個手腕正交布局，且電機前置，縮短傳動鏈，簡化設備。機器人的末端設計有焊槍連接法蘭。其關(guān)鍵技術(shù)包括：直線/圓弧焊接特征的軌跡規(guī)劃、焊槍擺動規(guī)劃、機器人控制技術(shù)。 簡易焊接機器人體積小、重量輕，移動和安裝都很方便，可以連續(xù)工作并能提供穩(wěn)定的焊接質(zhì)量。簡易焊接機器人的焊接軌跡為比較規(guī)則的直線或者圓弧，主要用來滿足手工焊接和機器人自動焊接中間的空白焊接需求。

本項目己列入江蘇省2017年科技廳重點研發(fā)資助項目，項目瞄準 國際領(lǐng)先的美國SMC國際鐐合金集團公司及Techalloy公司、瑞典伊薩 (ESAB)公司鐐基特種焊條產(chǎn)品，立足本土資源研發(fā)出可替代進口產(chǎn)品 的國產(chǎn)化鐐基焊條。在研發(fā)過程中，通過對NiCrMo、NiCrFe兩大系列 鐐基焊條采用獨創(chuàng)熔渣設計思路,攻克了高鐐液態(tài)金屬熔點高、粘度大、 流動性差、與熔渣相互粘合從而難于焊接成型及脫渣困難的技術(shù)難題。 研發(fā)出的產(chǎn)品焊縫成型良好、脫渣性好

本實用新型提供一種鋁母線焊接模具，包括固定在待焊鋁母線(1)四周的四塊石墨板(4)和通過 引流導管(3)與石墨板(4)連接的坩堝(2)，其特征在于:所述的四塊石墨板(4)其中一塊上開設 有通孔(7)，所述的通孔(7)與引流導管(3)一端連通，引流導管(3)另一端連通開設在坩堝(2) 

拉線棒自動焊接專機是集折彎、焊接、彈料于一體的專用設備，所有的動作由PLC控制，工件放到設定位置，一件啟動折彎、雙面焊接、彈料一次性完成。焊接質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便、安全、高效、且節(jié)省人力。是理想的電力鐵附件自動化焊接專用設備。 本機是由：機架、推料油缸、液壓系統(tǒng)、減速系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、折彎機焊接工裝組成。電力非標拉線棒折彎后直接雙面焊接，一次成型，減少兩次搬運，省工省時，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，工作效率高。