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多年來(lái)，在航空航天、交通、深海裝備領(lǐng)域，一些非標關(guān)鍵零部件需靠人工焊接。用中國中車(chē)集團有限公司相關(guān)專(zhuān)家的話(huà)來(lái)說(shuō)，“這些關(guān)鍵零部件焊接技術(shù)精度高，如達不到要求，將會(huì )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(wú)錫錫山經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區科技部門(mén)了解到，該區無(wú)錫漢神電氣股份公司何曉陽(yáng)科研團隊，針對我國高端制造業(yè)加工的難題，通過(guò)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，成功研發(fā)出新型手持激光焊接機器人，已在中國中車(chē)新型高速磁懸浮列車(chē)項目上成功應用，既解決了焊縫美觀(guān)無(wú)缺陷問(wèn)題，也使得后期處理不易發(fā)生變形，探傷合格率100%。

在中車(chē)戚墅堰機車(chē)車(chē)輛工藝研究所有限公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)王洪年看來(lái)，我國高速客車(chē)、高速重載貨車(chē)和城市軌道交通的快速發(fā)展，已全面帶動(dòng)了從材料到制造裝備工藝技術(shù)的創(chuàng )新，正在推動(dòng)由“制造”向“智造”的快速升級。

近20多年來(lái)，我國鐵路前后經(jīng)過(guò)6次大面積提速，為經(jīng)濟發(fā)展注入了新動(dòng)力，也為人們生活帶來(lái)更多便捷。

記者從日前召開(kāi)的中國國家鐵路集團有限公司工作會(huì )議了解到，2021年，將高質(zhì)量推進(jìn)川藏鐵路、西部陸海新通道、長(cháng)江沿岸高鐵、京津冀城際鐵路網(wǎng)等一批重點(diǎn)工程建設，預計投產(chǎn)新線(xiàn)3700公里左右。

相關(guān)專(zhuān)家認為，發(fā)展高速客車(chē)、地鐵客車(chē)、輕軌車(chē)以及高速重載貨車(chē)，列車(chē)的輕量化是提高列車(chē)速度的優(yōu)選條件。其中，鋁合金具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、外觀(guān)平整度好、容易制造復雜曲面、比強度高等優(yōu)點(diǎn)，可以減輕自重減小運行中的阻力，降低能耗，增加載重，因此已在鐵道運輸業(yè)得到了大量應用。

“提速是一個(gè)系統工程，包括機車(chē)車(chē)輛的各個(gè)部分以及線(xiàn)路的改造升級，不僅要跑得快，還要跑得穩、停得住。尤其車(chē)體、轉向架等作為高速列車(chē)上的重要組成部件,其質(zhì)量影響著(zhù)整個(gè)高速列車(chē)的安全。”中車(chē)戚墅堰所副總工程師、技術(shù)研發(fā)中心主任、首席技術(shù)專(zhuān)家王有虹說(shuō)。

王有虹告訴記者，CRH380A高速動(dòng)車(chē)組在京滬線(xiàn)上跑出了486.1公里的最高運營(yíng)時(shí)速，刷新了世界高鐵速度。事實(shí)上，如此高的轉速，對齒輪本身的性能、齒輪間的嚙合、箱體的密封可靠等，都提出了極大的挑戰。

“目前，我國高速車(chē)體材料也由過(guò)去普通合金鋼材料，發(fā)展到不銹鋼、鋁合金型材。” 無(wú)錫漢神電氣股份公司何曉陽(yáng)說(shuō)，材料的變更，對焊接技術(shù)提出更高要求，自然也帶動(dòng)了加工技術(shù)的改進(jìn)，激光焊接切割一體機的高新技術(shù)，也隨之引進(jìn)到鐵道車(chē)輛的制造生產(chǎn)線(xiàn)中。

相關(guān)專(zhuān)家介紹，軌道機車(chē)車(chē)體的要求就是牢固、尺寸、度高、品質(zhì)穩定、外觀(guān)精致。其使用的金屬材料要能滿(mǎn)足車(chē)體的強度，且具有抗碰撞、耐用、防火，以及可再生使用性等。不銹鋼車(chē)輛因其較好的撞擊吸能特性、防火安全性、輕量化和維護成本低等特點(diǎn)，已成為重要的發(fā)展方向之一。

管不銹鋼的焊接性能優(yōu)良，但是不銹鋼車(chē)體和普通碳鋼車(chē)體相比，易產(chǎn)生熱變形，因此，較低熱輸入、非接觸型、能連續焊接的激光焊接是一種理想的焊接方法。
“高速運行的列車(chē)車(chē)體是高強度鋁合金材料，目前依靠傳統焊接設備已難以達到焊縫質(zhì)量要求。”南京理工大學(xué)王克鴻教授說(shuō)，而采用我國自主研發(fā)的手持激光焊接機器人，相較傳統手工氬弧焊工藝，激光焊接速度更快，激光通過(guò)電磁場(chǎng)時(shí)光束不會(huì )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(dòng)化生產(chǎn)的小微工件的組焊，實(shí)現自動(dòng)化高速焊接。

“我們?yōu)榇蚱萍す夂附釉O備的技術(shù)壁壘，促進(jìn)國內精密制造發(fā)展，從2008年起，就與科研院校合作，聯(lián)合開(kāi)發(fā)高功率激光焊接裝備，起初主要針對船舶等特殊領(lǐng)域的應用需求，開(kāi)發(fā)新型焊接設備。近10年來(lái)，我們以智能化理念 ，集中科研力量，瞄準軌道車(chē)輛進(jìn)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(shù)、工藝等多方面關(guān)鍵技術(shù)難題，終于研發(fā)成功，替代了進(jìn)口。”何曉陽(yáng)說(shuō)。

相關(guān)專(zhuān)家介紹，目前，新型手持激光焊接機器人是一種比較先進(jìn)的一種連接技術(shù)，和傳統焊接方法相比，其焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢非常明顯：焊接速度快，表面成型美觀(guān)；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(jìn)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。

“這種新型手持激光焊接機器人，是我國擁有自主知識產(chǎn)權的新型焊接智能裝備技術(shù)之一。在實(shí)際使用中，可進(jìn)行微型焊接。”王克鴻說(shuō)， 激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精確定位，今后將可應用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。

但在相關(guān)專(zhuān)家看來(lái)，目前，盡管我國在激光焊接領(lǐng)域已取得了新突破，但應用領(lǐng)域仍比較狹窄，要實(shí)現多領(lǐng)域大規模應用，亟待通過(guò)深化協(xié)同創(chuàng )新，在更高功率的激光器光源穩定性上，以及焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過(guò)程參數監測和控制技術(shù)等方面進(jìn)行研究，提升全省激光焊接產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。同時(shí)，要加快制定相關(guān)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(dòng)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(shù)支撐。

來(lái)源：科技日報