[00931597]激光诱导电弧低能耗高效焊接技术、装备及应用

该项目面向中国装备制造业节能减排升级以及国家重大工程建设对国产低能耗、高效绿色高端焊接装备的迫切需求，在“高档数控机床及基础制造装备”国家科技重大专项持续支持下，历经近十年产学研用联合攻关，创建了激光诱导电弧低能耗高效绿色焊接制造理论、技术及装备体系。取得主要创新成果如下： 首次采用低功率激光诱导电弧，在低能源消耗条件下获得高能量密度电弧热源，揭示了激光“匙孔”与电弧等离子体耦合放电提升热源能量密度的物理机制，实现激光+电弧从“两个热源的复合”到“一个高能电弧热源的凝聚”的跨越，解决了在低能源消耗条件下获得高能量密度焊接热源的学术界瓶颈难题。核心技术获美国发明专利授权(US8，969，755B2)。 将高能电弧热源应用于焊接领域，开发出系列大熔深、高速度以及高穿透激光诱导电弧低能耗高效焊接技术及方法，经第三方国家级权威检测机构测试表明：在相同焊接效果条件下，激光诱导电弧焊接效率较电弧焊接提高5-10倍，焊接能耗仅为单独激光焊接能耗的50%。 基于高能电弧热源理论、焊接技术以及装备柔性化的集成创新突破，开发出激光诱导电弧低能耗高效柔性化成套焊接装备，组建了国内第一条激光诱导电弧低能耗高效焊接装备示范生产线，解决了飞机尾段钛合金关键承力构件以及船舶曲面分段骨材低能耗高效焊接瓶颈难题，在飞机、船舶等多家企业实现规模化应用，体现出显著的绿色焊接制造特征，满足了国家重大工程需求。 该项目获授权美国发明专利1项，授权中国发明专利6项，公开中国发明专利7项，软件著作权1项，企业标准2项。《机械工程学科发展报告(2008-2009)》指出该项成果是突破绿色成形制造瓶颈的“一项重要原创性焊接技术”，经中国机械工业联合会组织鉴定：“装备达到国际先进水平，技术为国际首创”。研究成果实现规模化应用，显著提升了中国装备制造行业低能耗高效焊接技术及装备水平。近三年两家典型企业共新增产值近8亿元，新增利润1.8亿元，新增利税6580万元，节支3300万元。