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本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)復(fù)雜曲線構(gòu)件的激光焊接實(shí)時(shí)在線監(jiān)控 系統(tǒng)。該在線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平臺(tái)包括激光焊接頭、機(jī)器人、影像采 集設(shè)備、圖像處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、反饋調(diào)節(jié)單元、機(jī)器人控制 單元。該系統(tǒng)的目的是通過(guò)實(shí)時(shí)拍攝焊接頭與工件的相對(duì)形位，將實(shí) 際形位與規(guī)劃行位比對(duì)，計(jì)算回歸規(guī)劃路徑所需的補(bǔ)償矢量，繼而將 該矢量加載于機(jī)器人上以調(diào)節(jié)機(jī)器人按照預(yù)定軌跡進(jìn)行焊接。

所屬行業(yè)領(lǐng)域 金屬加工 成果簡(jiǎn)介 攪拌摩擦焊是一種固相連接技術(shù)，具有接頭無(wú)粗大凝固組織、氣孔、夾雜、熱裂紋等缺陷，且成本低、無(wú)污染、焊后殘余應(yīng)力及變形小、全位置焊接自動(dòng)化等諸多優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、船舶、核工業(yè)、兵器、交通運(yùn)輸、建筑、電力、能源、家電等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。ODS材料采用普通的熔焊技術(shù)容易嚴(yán)重破壞其原始結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致焊縫完全喪失母材ODS粒子強(qiáng)化的特性。另外，熔焊較高的溫度也容易

MKRB-Y2激光焊接機(jī)器人工作站主要由焊接機(jī)器人、變位機(jī)、激光器、激光電源、控制系統(tǒng)、激光指示定位系統(tǒng)、光纖傳輸及聚焦系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成一套智能激光焊接機(jī)器人工作站。 工作站激光電源采用最新型基干觸摸屏操作控制的智能化高精度恒流型開(kāi)關(guān)電源，內(nèi)部采用基干FPGA和ARM的嵌入式結(jié)構(gòu)，控制部分是基于Linux內(nèi)核操作系統(tǒng)，外部顯示配置彩色觸摸屏，提供了水溫、水壓、缺相、過(guò)流、過(guò)壓等多種故障報(bào)警功能，通過(guò)觸摸屏界面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種激光波形和參數(shù)分段進(jìn)行編程，人機(jī)界面美觀大方，功能強(qiáng)勁，質(zhì)量可靠，各種技術(shù)指標(biāo)參數(shù)處干同行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先水平。基于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)通訊，具備較強(qiáng)的抗干擾能力。

一種磁力攪拌的 CO2 激光-TIG 電弧復(fù)合焊接方法。本發(fā)明公開(kāi) 了一種通過(guò)縱向磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)熔池磁力攪拌的方法，在 CO2 激光-TIG 電弧 復(fù)合焊接基礎(chǔ)之上增加縱向磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)焊接組織晶粒細(xì)化及能量耦合效 率提高的功能，其通過(guò)合理的功率、焦距、離焦量、氦保護(hù)氣體流量 等 CO2 激光工藝參數(shù)，鎢極直徑 D、弧長(zhǎng)、焊接電流、氣體流量等 TIG 電弧工藝參數(shù)，以及磁感應(yīng)強(qiáng)度、頻率等縱向磁場(chǎng)工藝參數(shù)的設(shè)置， 提高了激光-電弧復(fù)合焊接的能量耦合效率及焊縫成形質(zhì)量。 

本項(xiàng)目通過(guò)完善結(jié)構(gòu)化焊接技術(shù)，研發(fā)視覺(jué)伺服機(jī)器人，研究焊縫圖像處理算法和爐筒與大小爐蓋的結(jié)構(gòu)以及密封槽的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化焊接制造藍(lán)寶石爐，使其爐體性能可靠、制造工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)高度自動(dòng)化。本項(xiàng)目的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了如下的技術(shù)突破和創(chuàng)新：(1) 研發(fā)成功視覺(jué)伺服方法進(jìn)行焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤控制，首次實(shí)現(xiàn)焊接環(huán)境的監(jiān)控。(2) 研究晶體生長(zhǎng)爐加熱后對(duì)爐筒、大小爐蓋等部件密封性能的影響；合理布置了電極與抽氣管道裝置；獲得能在生產(chǎn)過(guò)程中安排合理的制作工藝和技術(shù)，保證晶體生長(zhǎng)爐的密封性、粗糙度、同心度、平行度、垂直度達(dá)標(biāo)及產(chǎn)品量產(chǎn)的穩(wěn)定性。(3) 研發(fā)智能制造操作平臺(tái)，可對(duì)藍(lán)寶石爐進(jìn)行結(jié)構(gòu)化智能焊接。(4) 研發(fā)新型寶石爐，使藍(lán)寶石爐的智能焊接制造技術(shù)獲得突破性進(jìn)展?！駪?yīng)用前景： 我國(guó)焊接自動(dòng)化的市場(chǎng)容量在不斷擴(kuò)大，作為需求導(dǎo)向型行業(yè)，焊接自動(dòng)化在工程機(jī)械和石油化工等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。此外，在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提升產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面，焊接自動(dòng)化裝備作為重要的基礎(chǔ)裝備之一，對(duì)我國(guó)未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。而且對(duì)中國(guó)企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能的焊接設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)，也將產(chǎn)生巨大的焊接自動(dòng)化裝備需求，中國(guó)焊接自動(dòng)化裝備市場(chǎng)已進(jìn)入高速發(fā)展階段。 

一種磁力攪拌的 CO₂激光 TIG 電弧復(fù)合焊接方法。本發(fā)明公開(kāi)了一種通過(guò)縱向磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)熔池磁力攪拌的方法，在CO₂激光 TIG 電弧復(fù)合焊接基礎(chǔ)之上增加縱向磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)焊接組織晶粒細(xì)化及能量耦合效率提高的功能，其通過(guò)合理的功率、焦距、離焦量、氦保護(hù)氣體流量CO₂激光工藝參數(shù)，鎢極直徑 D、弧長(zhǎng)、焊接電流、氣體流量等 TIG 電弧工藝參數(shù)，以及感應(yīng)強(qiáng)度、頻率等縱向磁場(chǎng)工

TIG填絲機(jī)器人焊接工作站是智能焊接技術(shù)中TIG焊接應(yīng)用型實(shí)訓(xùn)工作站。工作站采用數(shù)字化逆變TIG焊接電源、智能焊接機(jī)器人專(zhuān)用機(jī)器人TIG脈動(dòng)填絲機(jī)、機(jī)器人TIG焊槍、柔性焊接工作臺(tái)、焊接任務(wù)包、教學(xué)資源等組成。設(shè)備可進(jìn)行TIG工藝論證、工藝調(diào)試、以及TIG機(jī)器人使用技巧。根據(jù)教學(xué)要求，開(kāi)發(fā)不同的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)模塊和應(yīng)用模塊，即可滿(mǎn)足智能程接技術(shù)相關(guān)學(xué)習(xí)，也能滿(mǎn)足企業(yè)測(cè)試打樣及工藝論證。 TIG填絲機(jī)器人焊接工作站按照全功能化、全模塊化、全信息化、近工業(yè)化的智能焊接機(jī)器人系統(tǒng)搭建，主要用智能焊接技術(shù)、TIG焊接工藝、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)培訓(xùn)、應(yīng)用培訓(xùn)、技能訓(xùn)練、技能競(jìng)賽等適合中職、高職、應(yīng)用型本科院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)適合社培機(jī)構(gòu)技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)。

城市高效、綠色交通的迫切需求，促進(jìn)了不銹鋼城軌客車(chē)的快速發(fā)展。不銹鋼車(chē)體結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)是由數(shù)萬(wàn)個(gè)小尺寸電阻點(diǎn)焊或激光焊點(diǎn)組焊而成的薄殼結(jié)構(gòu)，焊接質(zhì)量控制是保證不銹鋼車(chē)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及制造質(zhì)量的關(guān)鍵，不銹鋼車(chē)體焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)亦成為關(guān)系不銹鋼城軌客車(chē)制造質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。吉林大學(xué)焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)多年聚焦不銹鋼車(chē)體電阻點(diǎn)焊、搭接激光焊焊接質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與裝置的研發(fā)，為相關(guān)制造企業(yè)保障不銹鋼車(chē)體焊接制造質(zhì)量提供技術(shù)手段。 研究團(tuán)隊(duì) 吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 徐國(guó)成教授研發(fā)團(tuán)隊(duì) 成果成熟度 技術(shù)及裝置基本成熟，已有百臺(tái)套以上在相關(guān)軌道客車(chē)制造企業(yè)獲得應(yīng)用。 項(xiàng)目圖片 （1）電阻點(diǎn)焊過(guò)程智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) （2）電阻點(diǎn)焊接頭陣列探頭超聲波智能檢測(cè)系統(tǒng) （3）搭接激光焊縫超聲波智能檢測(cè)系統(tǒng) （4）電阻點(diǎn)焊壓痕精密檢測(cè)系統(tǒng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高可靠性WLCSP器件焊接的無(wú)鉛釬料，屬于金屬材料類(lèi)及冶金領(lǐng)域釬焊材料。該種無(wú)鉛釬料中的納米Al顆粒的含量為0.01~1%，納米CeO2的含量為0.01~1%，Ag的含量為0.5~4.5%，Cu的含量為0.2~1.5%，余量為Sn。使用市售的Sn錠、Sn-Cu合金、Sn-Ag合金，按設(shè)計(jì)所需成分配比，預(yù)先熔化，然后加入納米顆粒，采用高能超聲攪拌的制造工藝冶煉無(wú)鉛釬料，為防止元素的燒損在惰性氣體保護(hù)氣氛中冶煉、澆鑄成棒材，然后通過(guò)擠壓、拉拔即得到所需要的釬料絲材，也可將新釬料制備成焊膏使用。本無(wú)鉛釬料對(duì)應(yīng)無(wú)鉛焊點(diǎn)的抗疲勞特性和抗跌落特性得到顯著提高。 

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:城市高效、綠色交通的迫切需求，促進(jìn)了不銹鋼城軌客車(chē)的快速發(fā)展。不銹鋼車(chē)體結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)是由數(shù)萬(wàn)個(gè)小尺寸電阻點(diǎn)焊或激光焊點(diǎn)組焊而成的薄殼結(jié)構(gòu)，焊接質(zhì)量控制是保證不銹鋼車(chē)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及制造質(zhì)量的關(guān)鍵，不銹鋼車(chē)體焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)亦成為關(guān)系不銹鋼城軌客車(chē)制造質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。吉林大學(xué)焊接質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)多年聚焦不銹鋼車(chē)體電阻點(diǎn)焊、搭接激光焊焊接質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與裝置的研發(fā)，為相關(guān)制造企業(yè)保障不銹鋼車(chē)體焊接制造質(zhì)量提供技術(shù)手段。研究團(tuán)隊(duì)吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 徐國(guó)成教授研發(fā)團(tuán)隊(duì)成果成熟度技術(shù)及裝置基本成熟，已有百臺(tái)套以上在相關(guān)軌道客車(chē)制造企業(yè)獲得應(yīng)用。項(xiàng)目圖片（1）電阻點(diǎn)焊過(guò)程智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（2）電阻點(diǎn)焊接頭陣列探頭超聲波智能檢測(cè)系統(tǒng)（3）搭接激光焊縫超聲波智能檢測(cè)系統(tǒng)（4）電阻點(diǎn)焊壓痕精密檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用范圍:目前研發(fā)的技術(shù)及裝置主要應(yīng)用于城市軌道客車(chē)制造領(lǐng)域中，不銹鋼薄殼車(chē)體電阻點(diǎn)焊及激光焊的焊接質(zhì)量智能在線監(jiān)測(cè)及超聲波無(wú)損檢測(cè)與智能評(píng)估，為不銹鋼車(chē)體焊接制造質(zhì)量的穩(wěn)定與提升提供技術(shù)保障手段。項(xiàng)目技術(shù)與裝置已有百套以上應(yīng)用于中車(chē)等相關(guān)制造企業(yè)。隨著技術(shù)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，本項(xiàng)目技術(shù)及裝置可以在汽車(chē)等類(lèi)似焊接結(jié)構(gòu)制造企業(yè)在一定范圍內(nèi)得到拓展應(yīng)用。效益分析:目前，本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的技術(shù)裝置已有 50 以上臺(tái)套應(yīng)用于中車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司，為保障該企業(yè)國(guó)內(nèi)、外不銹鋼城軌車(chē)項(xiàng)目制造起到重要作用。同時(shí)，依托本項(xiàng)目技術(shù)的電阻點(diǎn)焊質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置陸續(xù)已有 100 多臺(tái)套應(yīng)用于其它中車(chē)等十幾家不銹鋼城軌客車(chē)制造企業(yè)，為相關(guān)企業(yè)及項(xiàng)目解決了焊接質(zhì)量保障的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。本項(xiàng)目技術(shù)成果直接項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)累計(jì)達(dá)千萬(wàn)元，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。