2025中国焊接制造十大进展
┃┃ 成功研制全球最大跨距的高精度重型数控搅拌摩擦焊接装备
超大型航天贮箱高性能焊接制造是我国重型和大型运载火箭研制的关键。近年来,美国已成功研制贮箱直径达9米的运载火箭。我国急需突破超大型高精度重载搅拌摩擦焊接及装备等关键技术。该成果为航天重大工程任务顺利实施奠定了基础,为我国航天大型结构制造技术升级换代做出了重要贡献。
┃┃10MN高精度惯性摩擦焊接成套技术与装备实现应用
科研团队突破了主轴系统推力轴承协同承载和高频高压焊接精确加载方法、转子焊接同轴度自动检测及调控、复杂型腔转子高温、大扭矩下焊接失稳变形精确控制等关键核心技术,成功研制了国内首台10MN高精度惯性摩擦焊装备,解决了多谱系合金转子焊接、焊后热处理性能调控及无损检测技术难题,实现了国产发动机转子关键焊接技术与装备自主可控。
成果应用于大飞机转子组件高精度、高性能焊接制造,为国产发动机制造提供了技术与装备保障。
┃┃ 电阻-辐射双热源真空钎焊装备实现米级换热器芯体制造
钛合金换热器是高端装备动力与环控系统的核心部件,需满足高压、大载荷、强振动、高温腐蚀等极端服役要求。项目团队历时五年,突破了多形态低氧钛基钎料高效成形、换热器薄壁复杂结构钎焊工艺、接头界面强韧化调控、电阻-辐射双热源协同调控等关键核心技术,研制了国内首台电阻极速生热与辐射均化加热双热源真空钎焊装备,实现了1000mm级换热器芯体的“钎料-工艺-装备”一体化制造。成果已在航
空航天、轨道交通等领域的钛合金换热器获得应用,为重大装备核心部件的高性能制造提供了关键技术支撑与装备保障。
┃┃智能电阻点焊技术突破复杂薄壁结构制造瓶颈
项目团队持续攻关,突破了正交磁场搅拌的电阻点焊自适应调控工艺、焊核生长全过程智能监控等关键核心技术,研制了电阻点焊质量双闭环智能管控系统及焊核尺寸亚毫秒级精控成套装备,构建了智能电阻点焊技术体系,将焊点质量管控模式由“焊后抽检+离线调整”变革为“在线全检+实时控制”。
成果应用于高速列车、新能源汽车、运载火箭、空间站大面积柔性太阳翼等高端装备薄壁结构的高性能制造,推动了载运装备焊装产线智能转型升级。
┃┃世界第一条螺旋/直缝焊管双工艺柔性产线建成投入应用
科研团队持续攻关,构建了交直流多弧共熔池复杂电磁场及受力行为数学模型,突破了多丝埋弧大电流高效稳定焊接、螺旋缝焊管内外焊螺距调控、MAG潜弧高速无驼峰焊接、管坯合缝高效预焊等关键核心技术,研制了直缝、螺旋缝系列成套数字化焊接装备,建成了世界第一条螺旋/直缝焊管双工艺数字化柔性生产线。
研制的制管成套装备打破国外垄断,由进口到国内替代并实现向十余个国家的出口,实现了高钢级大口径焊管全流程自主化批量制造,有力支撑了中俄东线等重大管线工程建设。
┃┃深海装备焊接结构服役性能实现“结构级”评价
深海服役环境极端恶劣,对结构抗失稳断裂与抗疲劳性能提出更高要求。现有国际标准基于小试样的材料级评价,难以准确量化结构尺度、几何形态、复杂载荷以及微小焊接缺陷对大型焊接结构服役性能的影响。科研团队持续攻关,突破了重酸介质深海管道的全寿命周期ECA评估、全尺寸海底管道带水压循环弯曲性能测试、深海极端环境超大复杂焊接结构服役性能评价等关键核心技术。研制了国际首台模拟海浪载荷的大型四轴疲劳试验装备,实现了服役性能评价从“材料级”到“结构级”跃升。
成果实现了在全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台——“深海一号”能源站多焊缝空间交叉结构上的工程应用,解决了该类复杂结构在深海极端环境下的疲劳设计难题。
┃┃连续送丝搅拌摩擦固相增材制造装备与应用
针对大型复杂高性能铝合金、镁合金结构件采用整体锻造或铸造与机加工制造周期长、成本高、材料利用率低等技术瓶颈。
科研团队突破了焊丝连续送进、稳定塑化、致密沉积与组织调控等关键核心技术,研制了连续送丝搅拌摩擦固相增材制造成套装备,实现了铝合金、镁合金、复合材料等多谱系材料的高效、柔性连续固相沉积,用于米级、百公斤级轻质合金结构件的稳定制造,构件力学性能可达到同质锻件水平。
成果应用于航空飞机带筋壁板、航天运载火箭叉形环及铝钢增压输送管路、镁合金异型舱体等型号产品,标志着固相增材制造从实验探索向工程化制造能力的跨越。
┃┃国产焊接材料在三代核岛主设备实现工程化应用
长期以来,作为核岛主设备采用的关键焊接材料依赖进口,制约了我国核电技术的自主化发展过程。科研团队持续攻关,突破了焊材成分数字化设计方法、焊缝金属纯净化、微量杂质元素控制、焊材制备工艺与焊缝组织性能调控等关键核心技术,建立了焊接材料质量保证体系,开发了三代核岛主设备用奥氏体不锈钢、低合金钢焊接材料并实现了批量生产应用。
成果应用于华龙一号、国和一号核岛主设备制造。
┃┃大功率激光-电弧复合焊接装备在高铁领域实现产业化
面对新一代高速列车日益复杂的载荷工况和严苛的服役环境,大型承载构件高质量焊接技术装备是行业急需解决的重大难题。科研团队持续攻关,突破了大型构件连续稳定焊接技术,突破了大功率激光电弧复合焊接熔池稳定性差、气孔敏感、复杂结构适应性差等关键核心技术。研制了大型构件柔性化组装、机器人可靠连续焊接、智能化检测等成套装备,主导制定国际标准,构建了复合焊接制造技术体系,实现了高品质焊接生产,大幅提升了高速列车关键承载构件的制造强度、精度及轻量化水平,推动了高速列车产品升级换代。
成果应用于下一代地铁列车、CR450新一代高铁及时速600公里高速磁浮等国家重大技术装备研制,实现了在轨道交通装备领域的产业化应用。
┃┃蓝/绿-红激光复合焊接技术与应用
针对新能源电池、电机铜、铝合金关键零部件的红光激光焊接能量吸收率低、工艺稳定性差、光学元件易损伤等技术难题。
科研团队揭示了光场复合对高反材料瞬态熔化和熔池行为的影响机制,突破了蓝/绿-红激光复合光场协调调控、高反材料熔池同轴多光路监测、熔池冶金动力学状态识别等关键核心技术,研制出蓝/绿-红激光复合焊接装备。
成果实现了新能源电池、电机关键零部件的高效优质焊接,并推广应用于风电滑动轴承熔覆铜合金涂层制备。