成果名称: 大尺寸钣金件高功率光纤激光焊接成型、变形控制技术与装备
完成单位: 大族激光科技产业集团股份有限公司、湖南大学
主要人员: 陈根余、陈燚、唐景龙、赵剑、张屹、高云峰、金湘中、周聪、周惦武、毛大英、向水平、肖俊君、李时春、张明军、余锦望、邓时累、甘杰家、欧阳征定 等37人
介绍:    1、课题来源与背景:大尺寸(幅面大或长度大或厚度大)钣金件在航空、能源、汽车和轨道交通等行业得到了广泛应用,然而大尺寸钣金件在激光焊接过程中的缺陷控制、变形控制和稳定性等都是亟待解决的问题。大尺寸钣金件高功率激光焊接成为当今的研究热点之一。
   2、技术原理与性能指标
  2.1技术原理:高功率光纤激光深熔焊接机理及金属蒸气、等离子云调节控制方法与技术;中厚板高功率光纤激光深熔焊焊缝成型控制技术;难焊材料高功率光纤激光深熔焊焊缝成型控制技术;大尺寸钣金件高功率光纤激光深熔焊接整体变形控制集成技术
   2.2性能指标:16mm不锈钢单面焊双面成型,焊缝正反面成型均匀,无明显飞溅,无明显凹陷;6mm不锈钢水道腔体穿透焊,腔体内无附着飞溅物;6mm哈氏合金焊缝质量达到JB/T4730.2-2005中的Ⅱ级标准;5mm 5系列铝合金对接焊缝无衬板单面焊双面成形,内部无明显气孔,焊缝强度达到母材强度的70%以上;16m*2m大幅面焊后变形小于3mm;高功率光纤激光深熔焊工艺数据库,具有检索、推理、曲线分析、自动学习功能。
    3、技术的创造性与先进性:厚板和难焊材料光纤激光焊接缺陷及深度控制方法和工艺技术;高功率光纤激光焊接大尺寸钣金件整体变形控制技术和装备;高功率光纤激光焊接自动化控制技术与装置。
   4、技术的成熟程度,适用范围和安全性:研制出首台高架龙门大幅面高精度三维五轴联动激光焊接机床、大尺寸钣金件激光深熔焊接系统和夹具,首套车身零部件激光深熔远程焊接系统和夹具,已形成激光焊接系列化产品,推动了激光焊接技术在能源、轨道交通、航空、汽车制造领域应用。
   该成果设备产品经国家机床产品质量监督检验中心(山东)和中检集团南方电子产品测试(深圳)有限公司检测,达到项目预期技术指标;该成果产品和技术已被多家用户应用,获得良好的技术评价和经济效益。
   5、应用情况:为核工业西南物理研究院开发了热核聚变反应堆中指辐照激光焊接系统;为上海第一机床厂开发了高功率大尺寸激光焊接;给北京特种机械研究所开发了三维五轴联动激光焊接机;为奔驰汽车开发了天窗远程激光焊接工作站等。
   6、历年获奖情况:
   1)2015.12.1 厚板、难焊材料激光焊接与复杂曲面曲线激光切割关键技术及系列装备 科技 中国机械工业科技将进步一等奖 机械工业联合会机械工程学会
   2)2013.12.1 2013年度中国产学研合作创新(个人)奖 个人 中国产学研合作创新奖 中国产学研合作促进会
   3)2013.10.1 高功率激光三维切割焊接与轴快流激光器的关键技术及应用 科技 科学技术进步二等奖 教育部
   4)2012.12.1 高功率轴快流激光器与激光加工装备研发及产业化 研究 中国产学研合作创新成果奖 中国产学研合作促进会
批准登记号: 粤科成登(2)字【2018】0118
登记日期: 2018-03-19
研究起止时间: 2005.01 至2015.03
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 中国机械工业联合会、中国机械工程学会
评价日期: 2015.03.24