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航天工程裝備：HT-DLM10×560 超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備
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航天工程裝備：HT-DLM10×560 超長型材
智能攪拌摩擦焊成套裝備
1. 產品簡介
由航天工程裝備（蘇州）有限公司研發(fā)的HT-DLM10×560超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備，采用雙動龍門、雙工位結構型式，龍門最大行程56m，移動速度≥30m/min，龍門跨距4500mm。工裝采用柔性化設計，可根據(jù)產品尺寸自動調節(jié)，兼容產品尺寸和正反面焊接變化。設備集成了柔性智能液壓恒壓力控制、多焊縫激光尋蹤、長直型材攪拌摩擦焊變形控制、焊接質量在線監(jiān)測、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等技術，顯著提升了攪拌摩擦焊接裝備的數(shù)字化、自動化和智能化水平，是一款高端智能攪拌摩擦焊裝備。
2. 產品結構特點及技術創(chuàng)新點
（1）結構特點
超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備主要用于動車組及城軌車輛長地板部件的攪拌摩擦焊接，且具備圓弧頂蓋、動車組長側墻板等部件的焊接能力。設備采用雙龍門、雙工位結構型式，單套龍門系統(tǒng)配有X、Y、Z、A四個數(shù)控坐標軸，龍門沿導軌移動，溜板沿橫梁導軌移動、滑枕沿溜板導軌垂直移動和焊接主軸頭繞X軸旋轉運動。設備控制系統(tǒng)可實現(xiàn)三軸聯(lián)動控制。
設備工裝包含兩個工位，既可以單套工裝自動調節(jié)，適應單臺位正反裝焊接，也可以兩個工位配合使用，實現(xiàn)長地板正反兩面攪拌摩擦焊接。可適應的產品長度范圍為14940mm-22360mm，寬度范圍為2500mm-3100mm，工裝裝夾位置可在上述范圍內自動調整。
設備集成了柔性智能液壓恒壓力控制、多焊縫激光尋蹤、長直型材攪拌摩擦焊變形控制、焊接質量在線監(jiān)測、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等技術，可實現(xiàn)軌道交通多條長直焊縫全自動化焊接。
（2）產品技術創(chuàng)新點
創(chuàng)新點1：開發(fā)了焊縫激光跟蹤系統(tǒng)，對焊縫位置進行掃描和數(shù)據(jù)處理，實時檢測焊縫中心坐標值，通過裝備控制系統(tǒng)調整攪拌工具的位置，保證攪拌工具始終位于焊縫中間位置。開發(fā)了穩(wěn)定可靠的恒壓力控制功能，具備柔性控制及快速響應的優(yōu)點，能滿足高速焊接條件下的壓力調整需求。
創(chuàng)新點2：開發(fā)了大跨距長行程龍門高精度控制技術，降低裝備焊接結束后快速返回焊接起始點帶來的長行程精度累計誤差。裝備采用擺動式雙電機消隙形式+滾輪軌道式新型動龍門結構+外置滾輪安裝圓光柵的形式，圓光柵跟隨滾輪旋轉，降低長行程累計誤差，實現(xiàn)全行程閉環(huán)控制。
圍繞設備研發(fā)的產品獲得以下專利：
一種攪拌工具的表面處理方法（ZL201911093739.0）
一種無飛邊及減薄的無軸肩攪拌摩擦焊工具（ZL201921931810.3）
一種去飛邊攪拌摩擦焊的焊接裝置及方法（ZL202010878035.0）
一種攪拌摩擦焊工藝試驗平臺系統(tǒng)及工裝（ZL201921582437.5）
一種攪拌摩擦焊主軸頭自動偏擺裝置（ZL202123115726.4）
一種攪拌摩擦焊接傾角自動調整裝置（ZL202120523390.6）
一種液壓恒壓力伺服控制系統(tǒng)（ZL202123374862.5）
3. 圍繞該產品所開展的技術創(chuàng)新工作
本產品是一款超長型材智能攪拌摩擦焊成套裝備，設備行程長、跨距大，自動化、智能化程度高。公司在現(xiàn)有攪拌摩擦焊接相關技術儲備的基礎上，集中優(yōu)勢技術團隊，不斷突破創(chuàng)新，圍繞柔性智能液壓恒壓力控制、焊縫激光尋蹤、長直型材攪拌摩擦焊變形控制、焊接質量在線監(jiān)測、恒溫控制智能攪拌工具及工藝數(shù)據(jù)庫等關鍵技術，進行重點研發(fā)攻關。成功研制了以軌道交通列車長地板為典型應用場景的大跨距長行程高端智能攪拌摩擦焊裝備，開發(fā)并優(yōu)化了超長型材攪拌摩擦焊工藝，推動了研究成果的示范應用。
4. 產品應用領域及產業(yè)化前景
某軌道交通領域用戶使用產品后反饋認為，該設備運行穩(wěn)定，焊接速度超過2m/min，焊縫不涉及未焊透、未填滿、裂紋、溝槽、隧道等缺陷，焊后接頭強度不低于母材的80％，焊后母材壓深量不大于0.3mm。設備采用恒溫控制智能攪拌工具，對攪拌工具軸肩和攪拌針的螺紋結構進行了優(yōu)化設計，攪拌工具壽命提高到5000m以上，大幅降低了用戶生產成本。
除在軌道交通長地板典型產品的示范應用外，本產品還可應用到汽車、船舶、海洋工程等領域長直鋁型材的高質量攪拌摩擦焊。針對軌道交通、船舶、汽車、能源、壓力容器等行業(yè)，從產品結構特征、技術成熟度、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、市場競爭格局、短期和長期市場預期等方面進行分析，可以預見工業(yè)領域各類型攪拌摩擦焊設備的需求量將顯著增加，未來國內大跨度長行程攪拌摩擦焊設備的潛在市場規(guī)模不容小覷。
（素材來源：協(xié)會行業(yè)發(fā)展部及相關企業(yè) 摘編整理：張芳麗）
