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新时代 新先锋丨硬核团队(第11期):制造质量智能感知与管控研发中心

发布时间:2023-01-10 浏览次数:641

编者按:

一支勇于进取的团队,坚持“产-学-研-用”相结合,突破众多难题,形成了一系列具有自主知识产权的先进连接工艺装备与解决方案,取得了良好的经济和社会效益。

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制造质量智能感知与管控研发中心是上海市智能制造研发与转化功能型平台(以下简称“平台”)共性技术事业部的重要组成部分,团队围绕新能源汽车、轨道交通等载运工具薄壁结构的轻量化材料连接,突破了众多世界难题,形成了一系列具有自主知识产权的先进连接工艺装备与解决方案。

团队坚持“产-学-研-用”相结合,扎根车间生产一线,不遗余力地推进焊接基础工艺与装备创新,成果在汽车以及轨道交通行业形成批量应用,真正解决企业的技术难题,取得了较好的经济和社会效益。

成果获得上海市科技进步一等奖以及中国中车科学技术一等奖等奖项,为我国在先进轻量化结构连接技术与装备方面打破国外技术壁垒、赶超世界领先水平贡献了力量。


一、技术成果

(1)电阻点焊“工艺—检测—控制”系统解决方案

电阻点焊是汽车、城轨列车等载运工具制造的关键基础工艺。为满足节能减排、碰撞法规和制造成本的综合要求,高强钢等新材料广泛应用于轻量化载运工具薄壁车体的制造。相比于传统低碳钢,高强钢材料具有合金元素含量高、电阻率高、成形回弹大等特点,导致焊点韧性低、质量一致性差,车体面临安全风险。为了保障焊接质量,国内外车企普遍依赖冗余焊点设计、焊后人工抽检和工艺离线调整等非实时控制方法,严重制约了高强钢薄壁车体的快节拍、低成本制造。团队直面产业面临的巨大难题,突破了高强钢电阻点焊的技术瓶颈,形成电阻点焊“工艺—检测—控制”系列技术装备。

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▲ 磁控点焊装置:

通过在点焊过程中对熔核施加轴对称轴向磁场改变磁流体流动模式,对称布置的永磁体磁场增强熔融金属搅拌效果,提高接头强度的同时降低焊接能耗。

 点焊质量监测仪:

实现点焊过程多元动态信息柔性化感知,可高精度采集焊接过程参数,内置点焊接头质量特征实时解析评价模型,可实时评价焊点熔核直径、压痕深度以及飞溅程度等关键指标,实现焊点质量在线100%自动全检,替代高成本、低效率的离线人工抽检。

 点焊自适应控制器:

可实现焊接电流的高精度快速响应调节,焊接过程中快速辨识焊接多种工况,具有基于等效能量的焊接参数自适应控制策略,可显著降低焊接飞溅、提高焊点质量。


(2)新材料自冲摩擦铆焊工艺装备

铆接是飞机、高速列车、节能与新能源汽车等新型载运工具轻合金结构制造的核心基础工艺,然而现有预制孔铆接工艺成本高、效率低。团队面向轻合金型材、铸件等轻量化材料构件的高效率、高可靠连接需求,发明自冲铆焊新工艺原理,在无预制孔摩擦铆焊热力耦合过程精准控制、机械-固相复合连接多尺度性能调控等方面取得了基础理论和关键技术突破。同时经过机械、电气与软件多学科工程师不懈努力,研制出一体化柔性无预制孔摩擦铆焊装备,使单点铆接工艺周期缩短75%,同时工艺过程可测可控,助力关键装备研发生产国产化。

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二、现场应用案例

智能焊装技术及装备应用于汽车,轨道交通等领域的先进制造。

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 磁控点焊产品应用于中车集团


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 电阻点焊质量监测与控制设备应用于上汽集团

面向未来,团队将继续把新工艺以及装备智能化作为主攻方向,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,为汽车、轨道交通等高端装备的高性能连接提供创新工艺、装备与服务。

联系团队

联系人:雷海洋

电话|+86-15216710318

邮箱|haiyanglei@spsm.net.cn