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 技術(shù)成熟度：技術(shù)突破 本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點(diǎn)。教師示范時(shí)，首先將磁力底座吸附在焊接試件上，然后，通過(guò)焊條角度上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)焊條的上下空間位置。在調(diào)焊條角度左右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使焊條上下左右角度調(diào)整到位，最后固定焊條。 焊接教學(xué)焊條角度示范器包括三部分： 1.磁力底座； 2.焊條角度上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 3.焊條角度左右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 4焊條夾持機(jī)構(gòu)。 避免傳統(tǒng)焊接示范講解時(shí)教師赤手拿焊條時(shí)的不規(guī)范，角度不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。學(xué)生能更直觀的觀察焊條的空間位置，了解焊條角度和焊縫成形的關(guān)系。本裝置具有穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及安全性。

厚板焊接作為我國(guó)核電、船舶、石化等領(lǐng)域重大裝備的關(guān)鍵制造技術(shù)，對(duì)低熱輸入、高效率、高質(zhì)量的新型焊接方法升級(jí)需求極其迫切。窄間隙焊接技術(shù)因采用窄且深的坡口，在厚板焊接時(shí)具有效率高、填充量少、熱輸入小、變形小等優(yōu)勢(shì)，在提高焊接效率和焊接質(zhì)量等方面具有重要應(yīng)用前景。目前，該類技術(shù)在國(guó)外核電、船舶等行業(yè)廣泛應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。而我國(guó)窄間隙焊接技術(shù)研究起步較晚，在大厚板核心焊接設(shè)備、工藝及材料均受制于人，尤其針對(duì)我國(guó)國(guó)防重點(diǎn)企業(yè)，存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。高端焊接裝備依賴于進(jìn)口，價(jià)格高昂。國(guó)外主要生產(chǎn)廠家包括法國(guó)寶利蘇迪、日本日立公司、美國(guó)電弧機(jī)器等，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家華恒、唐山開(kāi)元等依賴于國(guó)外企業(yè)的專利授權(quán)。 國(guó)際和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)一般采用鎢極擺動(dòng)、陶瓷片約束、橫向交變磁場(chǎng)等控制電弧周期性地在兩側(cè)壁之間燃燒，存在裝置復(fù)雜、母材被磁化或間隙較大等缺點(diǎn)。為解決窄間隙焊接側(cè)壁熔合的難題，課題組另辟蹊徑，創(chuàng)新性地提出了一種具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“厚板超窄間隙旋轉(zhuǎn)電弧焊接技術(shù)及成套裝備”新技術(shù)。該技術(shù)突破了現(xiàn)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(shí)現(xiàn)壁厚50 mm超窄間隙焊接，能夠更為可靠、簡(jiǎn)便地解決側(cè)壁未熔合缺陷問(wèn)題。相對(duì)于國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)，該技術(shù)形成的旋轉(zhuǎn)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(zhì)量均勻的同時(shí)避免熔深過(guò)大，具備高質(zhì)量、高效率的突出優(yōu)勢(shì)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，已在國(guó)防、核電、QT等工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)了面向核電、石化、船舶等裝備的大厚板非軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備（圖1），可實(shí)現(xiàn)板厚超過(guò)150 mm、窄間隙5 mm——9 mm的厚壁材料高質(zhì)量自動(dòng)化焊接。 圖1 大厚板非軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備 該設(shè)備特別適用于厚壁不銹鋼焊接、鈦合金、980高強(qiáng)鋼、9Ni鋼等特種材料，在核電、軍工、石化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前處于國(guó)際先進(jìn)水平的寶利蘇迪公司生產(chǎn)的單套設(shè)備售價(jià)高達(dá)380萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)設(shè)備售價(jià)也達(dá)到150——200萬(wàn)元水平。而自主設(shè)計(jì)研發(fā)的設(shè)備單套成本僅約30萬(wàn)元，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

焊接作為工程機(jī)械領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，直接決定著國(guó)之重器的安全可靠性。目前，智能焊接與檢測(cè)嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴、售后服務(wù)難以保障。對(duì)于大型、復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，焊后焊縫質(zhì)量智能檢測(cè)在整條焊接產(chǎn)線上屬于空白。本團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)首次開(kāi)發(fā)了大型焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)外一體化智能檢測(cè)裝備及軟件，部分高端裝備達(dá)到國(guó)際水平，建成了國(guó)內(nèi)首條內(nèi)外一體化焊接智能檢測(cè)與評(píng)估生產(chǎn)線，在徐工挖掘機(jī)上獲得應(yīng)用，并在央視CCTV2制造中國(guó)節(jié)目中播出。 圖片 內(nèi)外一體化焊縫智能檢測(cè)與評(píng)估生產(chǎn)線獲央視CCTV2報(bào)道

廣泛應(yīng)用于汽車、鍋爐及裝備制造等行業(yè)的不銹鋼焊管是我國(guó)鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的高端不銹鋼精品深加工產(chǎn)品，其由鋼帶卷制成管而由鎢極氬弧焊接（TIG）而成，但在高速焊接生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)咬邊和駝峰焊道成形缺陷，成為不銹鋼管高效焊接生產(chǎn)的技術(shù)“瓶頸”和行業(yè)技術(shù)發(fā)展的堵點(diǎn)、難點(diǎn)。基于此，通過(guò)研究揭示不銹鋼管TIG焊接生產(chǎn)提速后出現(xiàn)的咬邊、駝峰焊道表面成形缺陷形成機(jī)理，提出利用輔助TIG電弧對(duì)熔池進(jìn)行熱力聯(lián)合調(diào)控抑制高速TIG焊接過(guò)程中咬邊和駝峰焊道的形成，發(fā)明了列置雙TIG電弧（Tandem TIG）高效低能耗焊接工藝，將咬邊和駝峰焊道缺陷防止在萌芽狀態(tài)；與單TIG焊相比，焊接速度提高1倍以上，能耗降低20%以上，很好地解決了焊接高質(zhì)量和高效率難平衡的問(wèn)題；開(kāi)發(fā)了鎢極燒蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和不銹鋼管在線固溶熱處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不銹鋼管高效、低能耗、低成本焊接生產(chǎn)，提升了不銹鋼焊管行業(yè)技術(shù)水平。在此基礎(chǔ)上，基于相同熱力調(diào)控理念開(kāi)發(fā)了TIG電弧輔助MIG/MAG電弧高速焊接工藝，焊接速度提高75%。項(xiàng)目累計(jì)授權(quán)發(fā)明專利5件，制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，工信部認(rèn)定節(jié)能技術(shù)1項(xiàng)，獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)勵(lì)6項(xiàng)。項(xiàng)目成果推動(dòng)和引領(lǐng)不銹鋼焊管生產(chǎn)向高效、低能耗方向發(fā)展，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。 （a）工藝原理 （b）列置雙TIG電弧和熔池圖像 圖1 列置雙TIG電弧高速焊接工藝原理 （c）鐵素體不銹鋼焊管 （d）奧氏體不銹鋼焊管 圖2 不銹鋼管列置雙TIG電弧高速焊接生產(chǎn) 圖3 鎢極燒損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 圖4 奧氏體不銹鋼管高速焊接生產(chǎn)過(guò)程中在線固溶熱處理工藝流程