成果簡介
(一)項(xiàng)目來源
在國家“綠色制造工程”與“高端裝備創(chuàng)新工程”政策引導(dǎo)下,項(xiàng)目組依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、安徽省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、聯(lián)合攻關(guān)企業(yè)項(xiàng)目等支持下,聯(lián)合揚(yáng)州五亭橋缸套有限公司有限公司、安徽祥博傳熱科技有限公司等單位開展十余年協(xié)同攻關(guān)。針對(duì)薄板材連接的技術(shù)空白,突破國外專利壁壘,研發(fā)適配的特種裝備與工藝,在降低焊接能耗35% 的同時(shí),解決熱變形難題,填補(bǔ)國內(nèi)薄輕合金固相焊接技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化缺口,為輕質(zhì)合金結(jié)構(gòu)綠色制造提供自主可控的技術(shù)方案,推動(dòng)我國從“焊接大國”向“綠色焊接強(qiáng)國”轉(zhuǎn)型。
本項(xiàng)目從節(jié)能環(huán)保角度推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步成效顯著。突破傳統(tǒng)焊接高能耗瓶頸,構(gòu)建綠色節(jié)能技術(shù)體系,焊接能耗降35%、熱損耗減30%;工藝無煙塵飛濺,契合環(huán)保要求;廢品率降40%,減少材料浪費(fèi);智能化技術(shù)精準(zhǔn)調(diào)控,提升能效,推動(dòng)行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型,為節(jié)能環(huán)保提供技術(shù)示范,助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
(二)項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域
屬于先進(jìn)制造與節(jié)能環(huán)保交叉領(lǐng)域,聚焦輕質(zhì)合金綠色焊接工藝創(chuàng)新,突破傳統(tǒng)熔焊高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)瓶頸,推動(dòng)焊接技術(shù)向固態(tài)連接、低碳制造升級(jí)。
(三)主要科技內(nèi)容
本項(xiàng)目立足攪拌摩擦焊技術(shù),從三層次實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能目標(biāo):
1.工藝設(shè)計(jì)節(jié)能增效:采用特征識(shí)別與建模方法,提升復(fù)雜零件建模效率并減少能耗。研制耐高溫隔熱工作臺(tái)與熱消振裝置,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控溫并降低熱損耗;創(chuàng)新裝夾裝置解決薄板材高溫變形難題,提高合格率以避免材料浪費(fèi)。
2.焊接工藝綠色革新:優(yōu)化攪拌頭工藝適配薄板材,創(chuàng)新高速焊接工藝實(shí)現(xiàn)高效連接。該工藝無煙塵飛濺,連接區(qū)質(zhì)量優(yōu)異,力學(xué)性能達(dá)母材較高水平,減少重復(fù)加工。
3.輔助技術(shù)節(jié)能協(xié)同:開發(fā)變形控制技術(shù),結(jié)合冷卻液噴射與碾壓提升加工精度、降低廢品率。智能儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度與受力,精準(zhǔn)調(diào)控參數(shù),避免能耗浪費(fèi)與質(zhì)量缺陷,實(shí)現(xiàn)全過程節(jié)能增效。
(四)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)顯著:實(shí)現(xiàn)1mm及以下輕合金薄板焊接,連接區(qū)寬度<2mm、焊透率100%,力學(xué)性能達(dá)母材85%以上;焊接能耗降35%、時(shí)間縮40%,工作臺(tái)熱損耗降30%,廢品率減40%;生產(chǎn)效率提升60%,單件成本降35%,工藝周期縮50%,應(yīng)用企業(yè)年節(jié)成本超千萬元,投資回報(bào)顯著。(五)促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步作用
本項(xiàng)目從節(jié)能環(huán)保角度推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步成效顯著。突破傳統(tǒng)焊接高能耗瓶頸,構(gòu)建綠色節(jié)能技術(shù)體系,焊接能耗降35%、熱損耗減30%;工藝無煙塵飛濺,契合環(huán)保要求;廢品率降40%,減少材料浪費(fèi);智能化技術(shù)精準(zhǔn)調(diào)控,提升能效,推動(dòng)行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型,為節(jié)能環(huán)保提供技術(shù)示范,助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
(六)應(yīng)用推廣情況
項(xiàng)目成果已在揚(yáng)州五亭橋缸套有限公司、安徽祥博傳熱等八家企業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,覆蓋航空航天、高速列車、新能源汽車等領(lǐng)域。近三年新增銷售收入約22.8億元、利潤約7.2億元。依托黃山學(xué)院產(chǎn)學(xué)研基地,形成“高校研發(fā)-企業(yè)轉(zhuǎn)化-產(chǎn)業(yè)集群” 模式,技術(shù)輻射長三角輕質(zhì)合金制造產(chǎn)業(yè),推動(dòng)攪拌摩擦焊在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域規(guī)?;瘧?yīng)用。