多年來,在航空航天、交通、深海裝備領域,一些非標關鍵零部件需靠人工焊接。用中國中車集團有限公司相關專家的話來說,這些關鍵零部件焊接技術精度高,如達不到要求,將會造成零件加工報廢或運行中發(fā)生事故。
2月8日,科技日報記者從江蘇無錫錫山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)科技部門了解到,該區(qū)無錫漢神電氣股份公司何曉陽科研團隊,針對我國高端制造業(yè)加工的難題,成功研發(fā)出新型手持激光焊接機器人,已在中國中車新型高速磁懸浮列車項目上成功應用,既解決了焊縫美觀無缺陷問題,也使得后期處理不易發(fā)生變形,探傷合格率100%。
高速輕量化,對焊接技術提出更高要求
相關專家介紹,發(fā)展高速客車、地鐵客車、輕軌車以及高速重載貨車,列車的輕量化是提高列車速度的優(yōu)選條件。
中車戚墅堰所副總工程師告訴記者,CRH380A高速動車組在京滬線上跑出了486.1公里的最高運營時速,刷新了世界高鐵速度。如此高的轉(zhuǎn)速,對材料和齒輪本身的性能、箱體的密封可靠等,都提出了極大的挑戰(zhàn)。
“目前,我國高速車體材料也由過去普通合金鋼材料,發(fā)展到不銹鋼、鋁合金型材。”無錫漢神電氣股份公司董事長何曉陽說,材料的變更,對焊接技術提出更高要求,自然也帶動了加工技術的改進,激光焊接切割一體機的高新技術,也隨之引進到鐵道車輛的制造生產(chǎn)線中。
“高速運行的列車車體是高強度鋁合金材料,目前依靠傳統(tǒng)焊接設備已難以達到焊縫質(zhì)量要求?!蹦暇├砉ご髮W王克鴻教授說,而采用我國自主研發(fā)的手持激光焊接機器人,相較傳統(tǒng)手工氬弧焊工藝,激光焊接速度更快,激光通過電磁場時光束不會偏移,能在真空以及特定氣體環(huán)境中施焊,精準定位,可應用于大批量自動化生產(chǎn)的小微工件的組焊,實現(xiàn)自動化高速焊接。
提高焊接精度,讓激光焊接裝備替代進口
無錫漢神電氣股份公司副總經(jīng)理劉海軍告訴記者,激光焊接技術屬于精密制造的一種先進工藝。在國際上一些發(fā)達國家,很早就在航空航天、船舶制造、軌道車輛制造、鈑金加工、汽車制造等行業(yè)上應用。之前,國內(nèi)激光焊接技術一直還處于實驗室階段,投入使用的少量激光焊接設備,也主要依靠進口,價格昂貴。
“為打破激光焊接設備的技術壁壘,促進國內(nèi)精密制造發(fā)展,我們從2008年起,就與科研院所合作,聯(lián)合開發(fā)高功率激光焊接裝備,起初主要針對船舶等特殊領域的應用需求,開發(fā)新型焊接設備。近10年來,我們以智能化理念為指導,集中科研力量,瞄準軌道車輛進行激光焊接工藝及激光焊接智能設備研發(fā),攻克了從材料到技術、工藝等多方面關鍵技術難題,終于研發(fā)成功,替代了進口。”何曉陽說。
相關專家介紹,目前,新型手持激光焊接機器人是一種比較先進的連接技術,和傳統(tǒng)焊接方法相比,其焊接技術的優(yōu)點、優(yōu)勢非常明顯:焊接速度快,表面成型美觀;激光聚焦后,功率密度高; 焊縫深度大,且焊縫強度高;既能在室溫或特殊條件下進行焊接,還可焊接難熔的鈦、石英等材料,有效提高了焊接精度和效率。
但在相關專家看來,目前,盡管我國在激光焊接領域已取得了新突破,但應用領域仍然有限,要實現(xiàn)多領域大規(guī)模應用,亟待通過深化協(xié)同創(chuàng)新,在更高功率的激光器光源穩(wěn)定性上,以及焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過程參數(shù)監(jiān)測和控制技術等方面進行研究,提升全省激光焊接產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。同時,要加快制定相關國家標準和出臺鼓勵焊接設備采購國產(chǎn)化的政策,更好地推動激光焊接產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展,為建設航空航天、交通、海洋強國,提供重要的裝備技術支撐。
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