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护航大国重器南理工“焊接相机”全国大赛中获
作者:浙江体彩网    发布日期:2019-12-21 21:29


  近日,从南京理工大学了解到,在第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛中,南理工参赛项目从190.7万个项目中脱颖而出,取得了金奖两项,银奖一项,铜奖一项的历史最好成绩。其中由来自电光、经管和设传学院的9名同学组成的“焊接相机——国内首创瞬态光谱成像焊接质量在线监控系统”团队,在此次大赛中斩获金奖。

  在江南造船厂的流水线上,你能看到这样一个场景:硕大的焊接流水线可能没有一名工人在场,而焊接池上方一个个如同砖块儿大小、看起来像监控摄像头一般的设备全程“注视”着焊接流水线,焊接正有条不紊地在流水线上进行,并不断自我纠错、自我调整。

  让这一场景变为现实的,正是“焊接相机——国内首创瞬态光谱成像焊接质量在线监控系统”。

  提到焊接,人们对此并不陌生。现行的保障焊接质量的方式是焊前工艺实验和焊后检测,焊前工艺实验是对工艺参数进行枚举,并逐一尝试,这个过程非常耗时。焊后检测是在焊接完成之后使用“工业超声”等方式进行检测,检测出质量问题,只能废弃或返修,然而一旦漏检,就是重大事故。而团队的焊接相机则创造性地实现在焊接过程中进行检测并加以实时控制,护航诸多国之重器的铸造,该技术目前为国内唯一、世界领先,为制造业带去颠覆性改变。

  焊接过程控制的核心是对焊接熔池进行检测,熔池即熔化的金属滴落到母材上形成的池状液态区域,凝固时间只有20ms。也就是说,对熔池的测量与控制必须在20ms内完成,然而此时超过一万度的高温,成像过程中的强光、高反烟尘飞溅等干扰因素都带来了巨大挑战。团队的焊接相机以瞬态光谱成像技术为核心,突破了多元协同测量的技术瓶颈,可协同测量熔池处于熔融状态时刻的光谱/质谱、视觉/形态、温度/应力、三维/结构等多元信息,并在熔池凝固前调整工艺参数,修复焊接过程中发生的缺陷,确保装备完全成型之后零缺陷。

  中国制造2025规划中明确提出:先进焊接必须突破初级自动化模式,降低自动焊接中由于工艺材料异常、环境扰动导致的焊接形态、冶金等缺陷,避免返工和二次加工。而焊接相机正实现了这一愿景、弥补了目前我国焊接技术的空白。

  “一块坦克的装甲裙板,利用之前已有的焊接技术,工艺的研发周期可能长达两年。而利用焊接相机,我们能把时间缩短到两三个月。”团队负责人、电光学院博士生谢辉这样说道。

  焊接相机还能运用到从航空航天到高铁、汽车桥梁制造等一切需要焊接工艺的工业制造领域。目前已经与江南造船、神华能源等多家国内龙头企业合作,并且投入了实际运用。在江南造船厂,团队为该厂进行产品部署与流水线规划,实现流水线的完整自动化,获得高度认可。

  然而高光时刻的背后是夜以继日的辛勤付出。该项目作为依托国家自然科学基金的国家重大科研仪器研制项目,尽管预研时间仅为2年,但整个教研室团队在光电成像以及光谱成像方面已经耕耘了30多年。站在前人的肩膀上参加此次比赛,谢辉坦言,自己经历了从“不情不愿”到“想用实力去证明一切”的心态转变。

  决赛中,焊接相机团队被分到了“死亡小组”,组内各省各赛道冠亚军云集,团队在抽签中还抽中了最后一位答辩。现场每一队答辩结束,便会实时公布成绩,候场的6个多小时里,谢辉顶住巨大的心理压力,一遍遍盯着分数排名表,一遍遍复习长达12页的答辩稿,顺利完成答辩。

  “感谢老师和学校给了我们最好的平台和一切,虽然由于种种原因我没能穿上军装,但通过项目我也算圆了自己的从军梦,我就想做好这个项目。” 谢辉在接受采访时如是说。面对项目的未来规划,团队成员们表示将继续优化技术、投入到实际生产中,一步步走向中国制造2025的目标。返回搜狐,查看更多

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