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[材料资讯] 2019提名国家科学技术进步奖项目-中厚板及难焊材料激光焊接与复杂曲面曲线激光切割...

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发表于 2019-2-19 09:23:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
2019年度国家科学技术进步奖提名公示材料
项目名称        中厚板及难焊材料激光焊接与复杂曲面曲线激光切割技术及装备
提名单位        教育部


提名意见
(不超过600字)        新能源、汽车、航空等领域的核心部件,需要采用激光焊接和切割技术以满足其性能和加工效率的要求,然而激光切割焊接高端装备此前主要依赖进口。项目在国家863重点和科技重大专项等重点项目的支持下,经过近20年的产学研用攻关,建立了基于实测小孔的能量耦合模型,揭示了孔内能量吸收机制,发明了直接测量孔内温度与压力的方法,澄清了激光深熔焊接缺陷形成机理,指导200余项实际应用;发明了万瓦级激光单道焊接中厚板焊缝缺陷抑制方法与技术;突破了镀锌钢叠焊和中碳钢环焊缝焊接缺陷抑制、铝合金非熔透叠焊熔深控制等难题。率先自主研制360度无限旋转激光加工头、高功率CO2激光器及高功率光纤激光器、数控系统等关键部件23类89种,三维五轴联动激光切割焊接机、激光切管机、激光切割生产线与激光切割机、激光焊接机等27类125种。系列装备已应用于上海电气、宇通客车等企业5272台,打破垄断,大批量替代了进口,出口美、德、日等45国,取得了显著经济和社会效益。
获省部级一等奖2项,其它奖项10余项;获发明专利68项、其它知识产权376项,形成国家标准7件,发表论文141篇,其中SCI论文46篇,鉴定科技成果6项。李克强总理称赞该项目把中国的传统装备制造业从先进发展到转型升级,使中国装备制造有了新的前景。
对照国家科技进步奖授奖条件,决定提名该项目为2019年度国家科技进步奖二等奖。


项目简介        新能源、汽车、航空等领域的核心部件,需激光深熔焊接切割技术满足其高性能、高可靠性。此前我国制造这些核心部件的激光焊接切割装备主要依赖进口,关键部件被垄断,一些核心工艺难题未攻克。在国家863和科技重大专项等项目及企业支持下,经过近20年产学研用攻关,主要科技创新如下:
1.国际上首次提出“三明治”激光深熔焊接研究新方法,率先清晰观测到激光深熔焊接小孔、熔池及等离子体动态变化过程。建立基于实测小孔的能量耦合模型,揭示能量在孔内吸收机制;发明直接观测孔内温度与压力的方法,填补了国际上测量这类核心物理参量的空白;揭示了激光深熔焊接缺陷形成机理。形成了相对完整的激光深熔焊接理论。指导企业提高中厚板、难焊材料焊接过程稳定性,使激光焊接缺陷得到抑制,应用于国内外200余家企业规模化生产。
2.相对于传统的中厚板多层多道焊接,激光单道焊接效率高、变形小,但极易出现塌陷、飞溅等缺陷,焊缝成形很难。发明孔外金属蒸汽的抑制方法,研制出5种金属蒸汽抑制装置;提出焊接熔池长度、熔池重力、表面张力、小孔动态压力、气压平衡的调控方法,研制5种控制熔池和小孔稳定性关键部件,攻克了中厚板单道激光焊稳定性差难题,焊缝缺陷得到抑制。还攻克了双层镀锌板叠焊及中碳钢环焊缺陷抑制、铝合金非熔透焊熔深精确控制等难题。国际上首次单道激光深熔焊透16mm厚核电堆芯围筒应用于海阳和石岛湾核电站;世界上率先完成核聚变大科学工程(ITER)第一臂和托马克线圈20mm单道激光焊接与应用;使我国率先掌握核电领域厚板单道激光深熔焊接技术,致使在国内16mm厚以上单道激光深熔焊接领域形成技术优势和独占。还成功替代双层镀锌板叠焊奔驰天窗等部件的进口。此类激光焊接装备应用于100余家企业。
3.率先研制了三维五轴联动激光加工中卡脖子的360°无限旋转激光加工头关键部件。自主研发一种复合直驱力矩电机,解决小体积大出力的难题;突破多轴联动时驱动系统的扭矩与自重平衡难题;攻克了无限旋转的水路零泄漏难题。开发复杂曲面激光切割技术,解决拐角过烧工艺难题。创新设备集成方法,提供总体复杂曲面曲线优质高效激光切割解决方案。
4.自主研制了高功率CO2激光器及高功率光纤激光器、数控系统、焊接切割头等关键部件23类89种,三维五轴联动激光切割焊接机、激光切管机、激光切割生产线与激光切割机、激光焊接机等27类125种。高端激光焊接切割装备应用于上海电气、宇通客车等企业5272台,出口美德日等45国;近三年装备直接销售额57亿元,与世界排名第一的国外激光公司400余次国内竞标中,70%胜出,打破垄断、替代进口。获省部级一等奖2项,其它奖项10余项;获发明专利68项、其它知识产权376项,形成国家标准7件,发表论文141篇,SCI论文46篇,鉴定科技成果6项。“三明治”试验方法成为行业内公认和采用的激光深熔焊接理论研究的方法。李克强总理称赞该项目:把中国的传统装备制造业从先进发展到转型升级,使中国装备制造有了新的前景。


客观评价        一、国内外相关技术的比较
日本大阪大学采用X射线方法仅能观测到模糊小孔,效果并不理想;在中厚板单道激光深熔穿透焊接领域处于国际领先水平,世界上首次激光深熔焊接核裂变堆芯围筒16mm成功,并用于实际发电5年;在核聚变大科学工程国际科技合作计划(ITER)领域:单道激光深熔焊接20mm厚ITER 的第一壁,保证了我国率先通过ITER半原型认证,其焊缝技术在国内外同类部件制造中整体处于领先地位;单道激光深熔焊接的20mm厚ITER的托马克线圈,使我国成为世界上第一个掌握此项工艺技术的国家。创造性的提出“三明治”焊接方法,世界上首次对焊接过程小孔内部光谱信号进行实时观测,成功获得小孔壁面的流速,激光多次反射和等离子体温度信息,完善了激光焊接内部小孔成型机理。在中碳钢环焊等难焊材料领域处于国内领跑地位,深入研究了中碳钢42CrMo气孔和弧坑裂纹产生机理,成功应用于活塞等环焊,裂纹缺陷控制在1mm内,并推广至弹簧和齿轮等环焊。国内率先将激光远程焊接技术应用于镀锌板叠焊,解决了奔驰天窗2mm+2mm镀锌板叠焊工艺难题,打破国外对该技术的垄断,实现技术替代。非熔透焊接的深度控制技术应用于大型圆筒构件和铝合金壳体多层焊接,可将8m长的工件焊接变形控制在2mm以内,打破了国外技术垄断,解决了国内大尺寸焊接变形技术难题。
三维五轴联动激光加工机床一直被国外垄断,其核心是卡脖子的360度无限旋转三维激光切割焊接头,我国从“九五”攻关就开始立项,但此三维激光加工头一直未完全研制成功。该项目一举打破这种被动局面,国内率先研制成功360度无限旋转三维激光切割焊接头,打破国外垄断形成替代。从而研制出三维五轴联动激光加工装备,技术参数相当,形成批量销售,并出口。自主研制成功的高功率CO2激光器、数控系统等关键部件,激光切管机、激光切割生产线与光纤激光切割机处于国内领先。
项目整体相关技术引领国内行业发展,部分技术国际领先。
二、国家机床产品质量监督检验中心:
1、三维五轴联动激光加工机床:双向定位精度0.035mm、双向重复定位精度0.008mm;2、三维激光加工头:旋转轴可进行360度连续旋转,定位精度0.005度;摆动轴±135度,定位精度0.005度;3、光纤激光切割机:最大定位速度169m/min,最大加速度1.5g;以上均符合GB/T 17421.2-2000标准。5kW轴快流CO2激光器,技术参数符合企业技术要求。
三、专家验收意见和鉴定结论
1、2015年由中国工业机械联合会组织鉴定,段正澄院士为组长的鉴定专家组对“高功率切割、焊接用激光器”等四项鉴定的鉴定意见为:研制出3kW全光纤激光器,成功研制出5kW轴快流CO2激光器;研制了高功率高精度三维五轴联动激光头,解决了高功率激光加工头稳定性难题;研制了高架龙门大幅面高精度三维五轴联动光纤激光切割机、多机联线自动化光纤激光生产线;研制出高龙门大幅面高精度三维五轴联动焊接机床、大尺寸钣金件激光深熔焊接系统。2011年范滇元院士为组长的鉴定专家组对“三维切割、焊接核心技术、装备及应用”鉴定意见为:发明一种光致等离子体温度空间分布的探测装置及探测方法,建立了一套切割工艺数据库。
2、863项目验收意见:本课题提出了三维件激光切割焊接一体化新思路,建立了汽车白车身激光切割、焊接生产线,对提高我国汽车车身激光焊接、切割生产线的效率和柔性具有重要意义。
四、国内外重要科技奖励
1、“厚板、难焊材料激光焊接与复杂曲面曲线激光切割核心技术及系列装备”获中国机械工业科技进步奖一等奖
2、“桁架式折叠准封离型切割与焊接用1kW级二氧化碳激光器”获湖南省科技成果一等奖。
3、“高功率轴快流激光器与激光加工装备研发及产业化”获中国产学研合作创新成果奖
五、同行专家评价
德国不莱梅应用激光研究所Volpp教授[Volpp J. Physics Procedia, 2012, 39: 17-26.]评价本项目:First measurement of the keyhole shape could be conducted welding in glass(首次在玻璃中焊接观测到小孔形状)。
台湾Kuang教授等人[Kuang J H, et al. Optics & Laser Technology, 2012, 44(5): 1521-1528.]评价本项目:The model was used as the basis for a series of finite element simulations designed to investigate the shape of the weld pool and the temperature distribution around the weld pool given different laser input energy intensities(基于实测小孔所建立的传导模型为一系列有限元分析的基础)。
中科院力学所借鉴本项目“三明治”方法研究激光打孔机理,并在国际知名期刊上发表高水平学术论文[Meng Chen, et al. In situ optical observations of keyhole dynamics during laser drilling. Applied Physics Letters 103,194102(2013)]。
行业内已经公认本项目“三明治”方法为激光深熔焊接理论研究的试验方法。在申报项目和发表文章经常采用。


六、行业组织评价、政府及媒体评价
    中国激光加工专委会将本项目的三维五轴联动激光焊接、切割机床评为2012年激光加工领域10大突出事件之首,高功率高端激光切割、焊接设备在国内市场的占有率三分之一,其中高功率高档光纤激光切割机世界销量第一。2012年,央视东方时空报道本项目突破了高功率激光中厚板焊接核心工艺技术,应用于我国第三代核电堆芯围筒焊接。2013年央视在“大国重器”第五期报道:采用激光焊接第三代核电堆芯围筒,美国人也没有更多的经验。2018“大国重器”第二季专门报道了本项目研制的360度无限旋转加工头。
应用情况        项目为中厚板及部分难焊材料单道高功率激光深熔焊接、3D与2D高功率激光切割相关的关键部件、工艺技术、整机产品,为生产型企业及科研单位提供装备和交钥匙的总体解决方案。主要技术成果及应用情况:
①中厚板单道高功率激光深熔焊接双面成形技术。国际上首次应用于上海电气核裂变AP1000的16mm厚大尺寸堆芯围筒单道激光焊接,已在海阳和石岛湾核电站发电;世界上率先完成核聚变大科学工程国际科技合作计划(ITER)2个应用:1)西南核物理研究所ITER第一臂20mm厚单道焊接;2)合肥等离子所ITER托马克线圈20mm厚单道焊接等;这些应用使我国在核聚变核裂变领域激光深熔焊接处于世界领先水平。因此在国内16mm厚以上单道激光深熔焊接领域形成技术优势和独占。
②表面镀层难焊材料的激光焊接技术,不断满足市场需求。湖大自90年代开始研究镀锌钢焊接,03年国内首次采用自主研发的CO2激光器和工艺为大众POLO车焊接镀锌高强钢车门防撞梁,供应了2套装备。11年上海华庄公司首次采购大族1台激光远程焊接奔驰天窗批量供应北京奔驰公司,此前激光焊接的天窗全由国外进口,打破了垄断,随后采购了第2台。表面镀层难焊材料焊接设备共计销售20余台。
③中碳钢42CrMo难焊材料活塞环焊缝焊接技术,推广到其它难焊材料环形焊接。11年开始经过三年工艺攻关,中碳钢42CrMo焊接设备与技术销售给世界排名第四的滨州渤海活塞公司,焊接的活塞已装车使用,正在采购第二台。涡轮增压器也属中碳钢难焊材料部件,设备首先销售给上海华培公司3台,后扩展到包括齿轮类、飞轮类零件,弹簧焊接出口到美国。中碳钢等难焊材料环焊缝激光深熔焊接在中国市场几乎形成独占,总计销售50余台。
④铝合金非穿透激光叠焊的熔深精确控制技术。三维五轴联动焊接机11年销售给北京机械研究所开展铝合金大型筒体多层非穿透叠焊,打破国外三维五轴联动焊接机的垄断。三维五轴联动焊机还相继打破德国通快在高压开关柜焊接领域垄断。三维五轴联动焊接机销售到白云电器等公司10余台。
⑤360度无限旋转激光加工头,是三维五轴激光加工机卡脖子关键部件,国家自“九五”立项以来,一直未完全突破。湖大自90年代末研究三维五轴激光加工技术,后与大族公司产学研联合,国内首先取得完全突破。360度无限旋转加工头及三维五轴联动激光加工机销售到北京卫星厂等企事业单位总计30余台。特别地,针对热成型件三维五轴激光切割机之前全由通快、普瑞玛两家公司垄断,完全自主研发的360度无限旋转头和三维五轴联动热成型件激光切割机,首次销售到合肥常青公司,成为世界上第三个掌握该关键技术的国家,使世界最大通快公司该产品降价30%以上。
⑥高功率激光器。湖大自80年代初研究激光焊接切割用激光器。80年代中期自主研发万瓦级多模CO2激光器用于哈尔滨化工厂6mm不锈钢焊接,90年代初期自主研发千瓦级准封离近单模CO2激光器用于激光切割,销售70余台套,致使美国PRC激光器直接降价50%。通过与湖大产学研合作大族公司本世纪初研发轴快流CO2激光器销售800余台,产销量在国产同类产品市场份额最多,替代美国PRC,德国罗芬等激光器。13年开始大族公司相继成功研制出系列3kw~6kw级光纤激光器,成功替代国外同类激光器配备自产切割焊接机。
⑦光纤激光切割技术。相继在国内首次研制出配备自主研制的数控系统的光纤激光切割机、激光切割生产线、全自动激光切管机、在线开卷激光切割机等。高功率光纤激光切割机产销量世界第一。


主要知识产权和标准规范等目录
知识产权(标准)类别        知识产权(标准)具体名称        国家(地区)        授权号(标准编号)        授权(标准发布)日期        证书编号(标准批准发布部门)        权利人(标准起草单位)        发明人(标准起草人)        发明专利(标准)有效状态
发明专利        光致等离子体温度空间分布的探测装置及探测方法        中国大陆        200810143472.7        2010-07-14        648806        湖南大学        陈根余、张屹、赵智、张均        有效
发明专利        激光焊接装置及焊接方法        中国大陆        201310125410.4        2015-10-14        1815687        大族激光科技产业股份有限公司        邓时累、张明军、唐景龙、陈根余、陈燚、高云峰        有效
国家标准        激光产品的安全-第14部分:用户指南        中国大陆        GB/T 7247.14-2012/IEC  TR 60825-14:2004        2012-12-31        中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会        深圳市大族激光科技股份有限公司、北京光电技术研究所、深圳市计量质量检测研究院、深圳市标准技术研究院、武汉华工激光工程有限责任公司、华南师范大学广东激光加工产学研结合示范基地、上海市激光技术研究所、中国电子科技集团公司第十一研究所        高云峰、吴爱平、徐涛、温利峰、卢飞星、郭亮、王又亮、杨桦、刘东华、卢永红、戚燕、林显仕、冯建国、曾丽霞        有效
发明专利        模拟激光深熔焊接小孔内压力及其特性的检测方法        中国大陆        201010552020.1        2012-06-13        972979        湖南大学        张屹、陈根余、李时春、金湘中        有效
发明专利        一种抑制万瓦级激光焊接厚板上表面缺陷的方法        中国大陆        201510039722.2        2014-06-27        1718262        湖南大学        陈根余,李时春,周逸凡        有效
发明专利        可变焦激光焊接设备及其吹气保护装置、吹气保护方法        中国大陆        201410127441.8        2017-01-04        2328773        大族激光科技产业股份有限公司        李栋全,刘斌,段东磊,唐景龙,陈根余,陈燚,高云峰        有效
发明专利        一种非熔透激光焊接设备焊接及方法        中国大陆        201410242022.9        2018-10-28        1825487        湖南大学        陈根余、黎长邹、周聪、李时春、张焱、夏海龙、陈晓峰、廖生慧、周逸凡        有效
发明专利        用于轴快流气体激光器的放电管        中国大陆        201210562746.2        2016-08-24        2195850        大族激光科技产业股份有限公司        姚晓晖、肖俊君、卢洪湖、陈根余、陈燚        有效
发明专利        激光切割设备及其激光头        中国大陆        201510884862.X        2017-05-24        2496099        大族激光科技产业股份有限公司        范国成,万虹,龚欢,肖俊君,陈根余,陈燚,高云峰        有效
计算机软件著作权        三维五轴激光焊接工艺控制软件 V1.0        中国大陆        2015SR225904        2015-11-18        软著登字第1112990        大族激光科技产业集团股份有限公司        大族激光科技产业集团股份有限公司        有效


主要完成人情况        陈根余、1、湖南大学激光所所长、教授、工作及完成单位为湖南大学。同时作为大族激光总工程师主要贡献为发明了激光深熔焊接孔内外温度探测方法;主持研究激光深熔焊接机理研究,突破了20 mm厚板激光单道焊接,难焊材料激光焊接,非穿透激光焊接工艺;主持解决复杂曲面曲线激光切割技术难题;指导研制首台三维五轴切割焊接机床、自动化光纤激光切割生产线等系列主板和360度无限旋转三维头、高功率激光器等关键部件。
陈燚、2、大族激光副总裁、高级工程师、工作及完成单位为大族激光科技产业集团股份有限公司。主要贡献为指导突破了轴快流激光器研制;作为主要人员参与研制和生产了国内首台自主研制光纤激光切割机、三维五轴切割机床、自动化光纤激光切割生产线总体方案设计;参与了复杂曲面曲线、厚板激光切割技术工艺参数的优化难题攻关。
张屹、3、副院长、教授、工作及完成单位为湖南大学。主要贡献为发明了激光深熔焊接孔内压力探测方法;支持研究了激光焊接镀锌板难焊材料新型工艺。
刘旭飞、4、副总监、工程师、工作及完成单位为大族激光科技产业集团股份有限公司。主要贡献为前期进行三维五轴激光切割工艺参数的研究,研究防止三维五轴激光切割曲面拐角过烧工艺;作为项目参与人后期主要进行三维五轴激光切割、焊接机床的机械结构设计,设备制造、安装、调试总体进度的把握。
唐景龙、5、总监、工程师、工作及完成单位为大族激光科技产业集团股份有限公司。主要贡献为负责三维五轴激光焊接机床研制,参与突破了大幅面、高精、高动态性能加工机床优化设计、整机精度和可靠性控制集成等关键技术难题;参与集成开发了激光焊接系统用于核电堆芯围筒厚板整体焊接成型,车身零部件焊接工作站设计。
金湘中、6、教授、工作及完成单位为湖南大学、主要贡献为进行了"三明治"焊接方法研究,高功率CO2激光深熔焊接小孔和孔内外光致等离子体同步直观观测,深入研究了激光深熔焊接过程激光与材料作用孔内反射与吸收激光能量机制,分析激光深熔焊接小孔内等离子体的反韧致辐射和小孔孔壁上的反射吸收;建立了基于实测小孔的激光深熔焊接三维传热数学模型。
邓时累、7、经理、工程师、工作及完成单位为大族激光科技产业集团股份有限公司、主要贡献为参与进行了厚板与难焊材料激光焊接工艺研发,发明了表面等离子体及金属蒸汽的抑制和控制方法;首次采用15kW激光单道焊透核电堆芯筒16mm厚的异形大型构;突破了镀锌板叠焊、中碳钢厚板环缝单道熔透焊工艺;解决了ITER反应堆辐照系统6-20mm激光制造关键技术难题。
范国成、8、经理、高级工程师、工作及完成单位为大族激光科技产业集团股份有限公司。主要贡献为利用固体力学、流体力学、热力学及多物理场分析与测试相结合的方法,进行核心部件激光器、高功率激光头的开发;采用固体力学、材料学、振动控制及机电联合仿真与测试相结合的方法,开展机床结构动力学、运动学设计,结合材料热力学测试手段,进行激光加工设备结构和激光加工工艺优化。
欧阳征定、9、经理、高级工程师、工作及完成单位为大族激光科技产业集团股份有限公司。主要贡献为负责完成该项目中电气控制方案规划、人机交互界面的规划设计、工艺方法的控制实现;三维控制理论的算法实现和三维激光加工头的电气开发设计。
刘炳伟、10、副部长、工程师、工作及完成单位为郑州宇通客车股份有限公司。主要贡献为作为该项目宇通客车技术负责人,负责策划并制定项目实施技术路线、项目具体实施方案,主导完成自动化激光切割生产线、激光切管机、光纤激光切割机、三维激光切割机等项目实施并完成应用推广建设(累计完成55台套),并取得光纤激光切割机切割加工工艺数据库、套料排版软件开发以及全自动激光切管机智能排版套料切割、参数化建模、智能轨迹算法等多项技术创新突破。
主要完成单位及创新推广贡献        湖南大学,于1983年开始专注于高功率激光器、激光切割焊接机理、工艺技术、成套装备研究,是国内最早开展该方向研究的单位之一,拥有一支学术水平高、在国内外有较高知名度的创新研究团队。与大族激光科技产业集团股份有限公司近20年产学研用合作,成果显著。湖南大学在国家863重点、国基金等20余项课题资助下,首创“三明治”激光深熔焊接研究方法,基于该方法发明了直接观测激光焊接孔内温度与压力的方法;揭示了孔内能量吸收机制,澄清了激光深熔焊接缺陷形成机理,形成了激光深熔焊接理论体系。为激光深熔焊接过程稳定控制、缺陷抑制和工艺参数优化等提供了理论依据。研究了中厚板激光焊接过程稳定性控制技术,突破了单道激光焊接中厚板缺陷抑制难题。率先系统提出激光切割曲面拐角能量调控新方法,攻克了三维曲面拐角激光精密切割难题。研制了切割、焊接用高功率CO2激光器和成套设备,首次成功焊接高强钢车身零部件,应用于大众汽车。
大族激光科技产业集团股份有限公司,是国内激光加工设备科技实力最强,产销量排名世界第二的上市公司。公司与湖南大学等单位近20年产学研用合作。首次研制并批量推广了国内具有完全自主知识产权的高功率轴快流CO2激光器,形成了2.2kW-5kW 系列产品,突破了多相热耦合异性构件热稳定性、高速高温气体紊流控制、激光脉冲调制控制等技术难题。首次研制了具有自主知识产权的数控三维五轴联动激光切割焊接机床及中空式360°无限旋转三维激光加工头,激光切割自动化生产线及光纤激光切割机等系列装备,攻克了复杂曲面曲线激光切割过烧难题。研制了6kW光纤激光器、360°无限旋转激光加工头等基础部件23类89种、系列装备27类125种产品,均批量销售。世界上率先攻克16mm厚板激光深熔焊单道成形,远程叠焊双面镀锌中厚板等激光焊接,铝合金非穿透叠焊熔深控制等世界级难题。近三年同类产品国内市场占有率接近40%。近三年与世界排名第一的通快激光400余次竞标中,70%胜出,打破了国外垄断局面。出口德、日等45个国家,具备国际市场竞争优势。
郑州宇通客车股份有限公司,2012年开始与大族激光合作,使用大族的光纤激光切割机用于平板类各种零件曲线切割,共计增添了大族全球销量第一的光纤激光切割机25台,在激光切割工艺数据库、套料排版软件等方面取得技术突破。共同研制国内首套自主研发并产业化的自动激光切割生产线,目前已推广应用8条,解决了钣金行业多品种、小批量加工过程中原材料切换效率低的问题。联合开发并应用 16台全自动激光切管机用于管材相贯线的自动化切割,该设备的加工质量、效率达到国内领先水平。使用6台三维激光切割机主要应用于覆盖件曲面切割,通过采用能量调控等方法解决了曲面拐角过烧、曲线尖角过熔问题,获得了较好的切割质量。
完成人合作关系说明        项目中第一完成人陈根余自1995年开始在湖南大学开展高功率激光切割焊接机理及工艺研究,相继完成高功率CO2激光器及其激光切割焊接机研制与产业化,主持完成“汽车白车身激光切割、焊接生产线” 863计划重点项目及“基于三明治新方法的激光深熔焊接小孔效应的试验与理论研究”等国家自科基金及其他省部级项目10余项。项目、论文、专利、获奖、成果鉴定及高功率CO2激光器及其激光切割焊接机产业化等均有湖南大学的张屹和金湘中老师参与。
2009年开始陈根余作为大族激光总工程师主持完成大族激光厚板及难焊材料激光焊接、复杂曲面曲线激光切割04国家重大专项等10余项国家及省部级项目,企业产业化项目300余项,鉴定4项成果鉴定。项目、专利、获奖、成果鉴定及高功率激光及其激光切割焊接技术与装备产业化有大族激光的陈焱、刘旭飞、唐景龙、邓时累、范国成、欧阳征定参与;其中刘旭飞2006到2009在湖南大学作为陈根余的硕士研究生,2009年去大族就业参与大族的项目。2012年开始郑州宇通客车刘炳伟与大族激光合作在曲面曲线激光切割技术与装备联合攻关,大族有55台套设备在宇通应用。陈根余在项目、论文、知识产权、产业合作中至少一项以上与上述工程师合作,他们之间及与湖南大学2位老师之间也合作紧密。完全自主创新研制了360度无限旋转激光加工头及三维五轴联动激光切割焊接机床、高功率CO2与光纤激光器、激光切割生产线与激光切割机等系列关键部件与装备;攻克了中厚板及难焊材料激光深熔焊接缺陷抑制、曲面拐角过烧曲线尖角过熔等技术难题;成果应用于上海电气、宇通客车等5000余家企事业单位。


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