在航空航天器、轨道列车、汽车等运载工具薄壁结构制造中,先进高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维等轻量化材料应用日趋广泛,传统工艺已无法满足新材料连接的需求。团队围绕先进连接技术,运用焊接冶金、信号处理、控制科学等多学科交叉优势,经过近二十年的产学研用联合攻关,取得了多项具有独创性的技术成果:
1. 发明高强钢点焊质量控制系列技术,实现了熔核组织和形态的磁流体动力学精细调控、焊点质量在线实时检测与评价,以及基于工况快速判别的焊接电流精准自适应调控,显著提高了高强钢焊点质量的一致性。
2. 发明了自冲摩擦铆焊(Friction Self-Piercing Riveting,简称F-SPR)新工艺,以传统自冲铆接和搅拌摩擦点焊为基础,通过铆钉高速旋转产生的摩擦热软化母材,实现难变形材料的机械连接;通过摩擦热的精确控制,实现铆钉与被连接材料的全固相连接。新工艺实现了2系、7系铝合金、镁合金、铸铝等低延展性轻合金的高可靠性连接。
3. 围绕薄壁结构焊装质量管控以及低延展性轻合金材料的应用,研发了单边手持电极修磨器、磁控电阻点焊装置、智能电阻点焊质量监测仪、自适应电阻点焊控制器以及自冲摩擦铆焊装备等系列轻量化薄壁结构焊装质量管控装备。