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塔腳焊接機器人用途及特點 1. 該設(shè)備主要用于鐵塔塔腳的焊接。 2. 獨創(chuàng)的參數(shù)化編程方案，無論塔角大小，只需輸入8個參數(shù)，就能夠自動完成塔角的編程。 3. 設(shè)備自動化程度高，一鍵式啟動，自動完成整個塔角的焊接。 4. 數(shù)控塔角變位機，采用機器人高精度關(guān)節(jié)減速機配私服電機驅(qū)動，定位精準(zhǔn)快捷，獨創(chuàng)的快速裝夾方案，3分鐘就能完成塔角裝夾。 5. 采用激光尋位，用以糾正安裝制造誤差。 6. 設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，運行平穩(wěn)。

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厚板焊接作為我國核電、船舶、石化等領(lǐng)域重大裝備的關(guān)鍵制造技術(shù)，對低熱輸入、高效率、高質(zhì)量的新型焊接方法升級需求極其迫切。窄間隙焊接技術(shù)因采用窄且深的坡口，在厚板焊接時具有效率高、填充量少、熱輸入小、變形小等優(yōu)勢，在提高焊接效率和焊接質(zhì)量等方面具有重要應(yīng)用前景。目前，該類技術(shù)在國外核電、船舶等行業(yè)廣泛應(yīng)用，技術(shù)較為成熟。而我國窄間隙焊接技術(shù)研究起步較晚，在大厚板核心焊接設(shè)備、工藝及材料均受制于人，尤其針對我國國防重點企業(yè)，存在“卡脖子”風(fēng)險。高端焊接裝備依賴于進口，價格高昂。國外主要生產(chǎn)廠家包括法國寶利蘇迪、日本日立公司、美國電弧機器等，國內(nèi)生產(chǎn)廠家華恒、唐山開元等依賴于國外企業(yè)的專利授權(quán)。 國際和國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)一般采用鎢極擺動、陶瓷片約束、橫向交變磁場等控制電弧周期性地在兩側(cè)壁之間燃燒，存在裝置復(fù)雜、母材被磁化或間隙較大等缺點。為解決窄間隙焊接側(cè)壁熔合的難題，課題組另辟蹊徑，創(chuàng)新性地提出了一種具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“厚板超窄間隙旋轉(zhuǎn)電弧焊接技術(shù)及成套裝備”新技術(shù)。該技術(shù)突破了現(xiàn)有窄間隙鎢極氬弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工藝的局限性，已實現(xiàn)壁厚50 mm超窄間隙焊接，能夠更為可靠、簡便地解決側(cè)壁未熔合缺陷問題。相對于國內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)，該技術(shù)形成的旋轉(zhuǎn)電弧能夠有效改善電弧熱量及壓力的均勻性，在保證熔敷金屬質(zhì)量均勻的同時避免熔深過大，具備高質(zhì)量、高效率的突出優(yōu)勢，達到國際先進水平，已在國防、核電、QT等工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。同時，研究團隊自主設(shè)計研發(fā)了面向核電、石化、船舶等裝備的大厚板非軸對稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備（圖1），可實現(xiàn)板厚超過150 mm、窄間隙5 mm——9 mm的厚壁材料高質(zhì)量自動化焊接。 圖1 大厚板非軸對稱旋轉(zhuǎn)鎢極超窄間隙GTAW成套裝備 該設(shè)備特別適用于厚壁不銹鋼焊接、鈦合金、980高強鋼、9Ni鋼等特種材料，在核電、軍工、石化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前處于國際先進水平的寶利蘇迪公司生產(chǎn)的單套設(shè)備售價高達380萬元，國產(chǎn)設(shè)備售價也達到150——200萬元水平。而自主設(shè)計研發(fā)的設(shè)備單套成本僅約30萬元，能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

本實用新型公開了一種聚焦光斑快速收斂的光束整形調(diào)制片。所述光束整形調(diào)制片為濾光片，其光強透過率分布中心對稱，其徑向的每一處光強透過率采用振幅調(diào)制函數(shù)計算獲得，將調(diào)制片放置在光路中對光束進行濾波整形獲得快速收斂的聚焦光斑。本實用新型利用振幅調(diào)制片以較小的成本和技術(shù)難度改變聚焦光斑的收斂性質(zhì)，降低衍射光斑的旁斑強度，在生物成像，激光光學(xué)等諸多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價值和潛力。

由于超穎表面具有在極短距離內(nèi)，以亞波長分辨率對出射光的波前進行任意調(diào)控的能力，使得它有望成為傳統(tǒng)光學(xué)元件的替代品。超穎表面體積小、重量輕、具有豐富設(shè)計自由度的特點能夠大大簡化傳統(tǒng)光場調(diào)控裝置的體積以及復(fù)雜度。近些年來，項目組在超穎表面的光束整形與偏振調(diào)控領(lǐng)域做出了許多有意義的工作。通過將達曼光柵原理與超穎表面相結(jié)合實現(xiàn)了三維渦旋陣列以及貝塞爾光束陣列的產(chǎn)生。利用相變材料、Ω形天線以及介質(zhì)納米柱結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對出射光束偏振態(tài)的調(diào)控，并將其應(yīng)用于矢量光束的產(chǎn)生之中。同時，基于超穎表面對出射光的復(fù)振幅調(diào)制實現(xiàn)了近場表面等離激元的操控以及遠(yuǎn)場衍射級次的選擇性激發(fā)。 基于光學(xué)超穎表面的光束整形與偏振調(diào)控技術(shù)具有體積小、重量輕的優(yōu)點，能夠解決傳統(tǒng)光場調(diào)控裝置體積較大、復(fù)雜度較高的缺點。同時，不同種類超穎原子所提供的豐富設(shè)計自由度以及多種波前調(diào)控工作機理，為超穎表面對出射光的振幅、相位、偏振、頻率以及多物理量的靈活調(diào)控提供了保障，豐富了實現(xiàn)光場調(diào)控的手段。該技術(shù)有望在激光加工、光通信、粒子捕獲，超分辨成像、信息存儲以及光學(xué)防偽和加密等應(yīng)用之中。

本發(fā)明公開了一種光纖輸出的激光光束質(zhì)量測量裝置和方法， 主要包括一維電動位移臺、三維升降臺、夾具、聚焦鏡片、準(zhǔn)直鏡片、 光熱傳感器、紅外熱像儀、暗室和計算機等。本發(fā)明裝置為自動化測 量系統(tǒng)，由紅外熱像儀輔助聚焦調(diào)節(jié)及電腦可視化控制，操作簡便， 結(jié)構(gòu)簡單，誤差引入因素少，可測光強較高、光束尺寸較大、任意波 長激光的光束質(zhì)量。相比傳統(tǒng)方法中存在的探測器損傷閾值低、動態(tài) 范圍較小等問題，本發(fā)明可以測量更高功率、更大光束尺寸

本發(fā)明公開了一種輸出空心光束的方法，包括：(1)激光器產(chǎn)生 的實心光束，經(jīng)整形系統(tǒng)整形為中空的環(huán)形泵浦光；(2)該中空的環(huán)形 泵浦光，沿光軸入射到耦合系統(tǒng)，該耦合系統(tǒng)將所述環(huán)形泵浦光變換 成合適直徑大小的空心光束；(3)該空心光束從激光諧振腔的一端面耦 合進入諧振腔，對激光器增益介質(zhì)進行泵浦，通過相位控制使得所述 諧振腔中的增益介質(zhì)吸收泵浦光產(chǎn)生連續(xù)的空心激光輸出。本發(fā)明還 公開了一種空心光束輸出裝置。本發(fā)明的裝置和

焊接作為工程機械領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，直接決定著國之重器的安全可靠性。目前，智能焊接與檢測嚴(yán)重依賴國外進口設(shè)備，價格昂貴、售后服務(wù)難以保障。對于大型、復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，焊后焊縫質(zhì)量智能檢測在整條焊接產(chǎn)線上屬于空白。本團隊在國內(nèi)首次開發(fā)了大型焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)外一體化智能檢測裝備及軟件，部分高端裝備達到國際水平，建成了國內(nèi)首條內(nèi)外一體化焊接智能檢測與評估生產(chǎn)線，在徐工挖掘機上獲得應(yīng)用，并在央視CCTV2制造中國節(jié)目中播出。 圖片 內(nèi)外一體化焊縫智能檢測與評估生產(chǎn)線獲央視CCTV2報道

本項目涉及的是一種與大線能量焊接用鋼相配套的專用藥芯焊絲。近年，隨著構(gòu)件的大型化和大跨度化，為提高焊接施工效率和降低生產(chǎn)成本，諸如自動氣電立焊、埋弧焊、電渣焊等大線能量焊接方法已相繼在造船、建筑、橋梁、石油化工、海洋結(jié)構(gòu)等制造領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 例如，在船舶制造中，焊接工時約占總工時的40%，焊接成本約占船舶制造成本的17%，日本造船行業(yè)從90年代初開始應(yīng)用大線能量焊接技術(shù)后，焊接效率較傳統(tǒng)的多道次焊接提高近10倍，但是在大線能量焊接條件下，焊接接頭處的溫度升高、受熱時間增長，導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)(HAZ) 晶粒組織粗化，會使力學(xué)性能尤其是沖擊韌性變差，為解決此問題，日本在20年前就已采用氧化物冶金新技術(shù)研究開發(fā)成功能夠承受400kJ/cm以上熱輸入的大線能量焊接造船鋼板，40至100mm厚度的鋼板可實現(xiàn)一道次焊接成形，使造船成本顯著降低、船舶建造周期大幅度縮短，但日本各鋼鐵公司對這項技術(shù)嚴(yán)格保密從不披露其工藝細(xì)節(jié)。在此背景下，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)和科研院校相繼開展了大線能量焊接專用鋼的研究開發(fā)，其中，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室同國內(nèi)鋼鐵企業(yè)合作已經(jīng)工業(yè)試制成功線能量大于400kJ/cm的 戰(zhàn)略石油儲罐用鋼（該項成果2013年獲冶金科學(xué)技術(shù)二等獎）和EH40、EH36級船板用鋼，但是與這些大線能量焊接用鋼相配套的國產(chǎn)焊接材料此前鮮有研究開發(fā)和實際應(yīng)用業(yè)績報道，目前國內(nèi)市場所需的100-300kJ/cm 大線能量焊接專用藥芯焊絲幾乎全部從日本高價進口，而能夠承受400kJ/cm以上線能量的高端藥芯焊絲日方處于某種戰(zhàn)略考量至今拒絕出口中國市場，為了改變這種長期受制于人的被動局面，東北大學(xué)RAL國家重點實驗室基于前期大線能量焊接用鋼研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)，近期已試制成功直徑1.0-1.6mm、焊接線能量100-500kJ/cm、適于氣電立焊的大線能量焊接專用藥芯焊絲，藥芯焊絲在線能量200～425kJ/cm的較大范圍內(nèi)，各項力學(xué)性能均能滿足目前國內(nèi)常用船板的大線能量焊接要求，同樣有望滿足儲油罐鋼板的大線能量焊接要求。該焊絲除有望替代進口、滿足國內(nèi)造船企業(yè)和國家戰(zhàn)略石油儲備庫建設(shè)的大量需求外，還有望在海洋工程、石油化工、高層建筑和橋梁建造等眾多領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。

通過無損探傷、拉伸試驗、水壓試驗和水壓爆破試驗對采用該技術(shù)制備的接 頭進行了完整性和力學(xué)性能檢測，測試結(jié)果合格。