超窄间隙激光填丝焊技术及全套装备

成果编号：38204

价格：面议

完成单位：中国矿业大学

单位类别：211系统院所

完成时间：2021年

成熟程度：小批量生产阶段

服务产业领域：装备制造、能源环保、新材料

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发布人：樊宇离线

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项目针对矿山、工程机械中厚板传统气体保护焊中存在的问题，如填充量大、效率低、能耗大、焊接质量低、工艺较复杂等。自主开发窄间隙激光填丝焊方法与设备，通过大量工艺试验归纳工艺参数对窄间隙下中厚板材激光填丝焊接技术焊缝成形影响的变化规律，探寻合理的工艺参数窗口；开发窄间隙激光填丝焊专机设备并形成产能，通过工业性实验验证窄间隙激光填丝焊在中厚板中使用的稳定性与可靠性。最终实现中厚板焊接加工技术的升级换代，并为该技术在其他装备和结构形式上的应用提供宝贵经验与参考。

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成果介绍

科技计划：省部级：

成果形式：新技术、新工艺、新材料

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务

参与活动： 2023年高校院所走进镇江产学研合作对接活动第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：未申请专利

成果简介

综合介绍

创新要点

创新要点：（1）开发了轴类零部件焊接平台。为矿山机械应用环形工件激光填丝焊接开发了专门的焊接平台，包括支撑架，定位轴以及定位套，控制系统，升降支撑系统，左右调节滑轨，定位轴架设在支撑架上，定位套设在定位轴上。焊接平台在焊接时对焊接工件起到支撑作用，并带动轴型工件旋转，以实现环形焊接。传动马达连接控制系统，控制到毫米级转动误差，得到成型良好焊道。（2）研发一套窄间隙激光填丝焊接装置，包括激光头、固定在激光头上的保护气管、送丝机构、清渣刷及气刀管。装置在窄间隙激光填丝焊接过程中，通过清渣刷与气刀管作用于焊道，其中清渣刷直接作用于焊道及侧壁，促使附着在焊道及侧壁的焊渣剥落；此外，由于剥落的焊渣并不能脱离焊道，采用高压的气流或混合溶液将焊渣吹离焊道，借助气动压力系统，按激光焊接板材的规律和特点，将高压气体或混合溶液，通过固定在激光器的可控管道系统输送液体、气体到达焊道处，自动清渣。焊接工艺优化。（3）设计了一种单边角 3°，双边角 6°大比例钝边超窄间隙坡口。由于坡口尺寸小，填充量大幅度减少，焊接成本降低，效率提高，焊接变形被极大地减小。（4）采用不同摆动频率激光对中厚板进行窄间隙激光填丝焊接，揭示激光摆动频率对消除气孔、侧壁未熔合等缺陷影响机理。

技术指标

采用超窄间隙激光填丝焊替代CO2气体保护焊、MAG焊等，并开发全套专机设备，填充量可节省80%，提高加工效率，节约成本与能耗。

其他说明

科技成果鉴定：液压支架立柱窄间隙激光填丝焊技术与装备的研究，中国煤炭工业协会，鉴定意见：国际领先。

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