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希望能夠跟國內(nèi)外企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,，共同打造更加先進的高端裝備,，從而更快地推動我們在應(yīng)用基礎(chǔ)研究及技術(shù)開發(fā)上的發(fā)展——中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研究員 楊上陸

焊接,，是連接金屬材料的重要方式。從最初的電弧焊接到今天的激光焊接,，每一次焊接技術(shù)的革新,，都繪就了現(xiàn)代工業(yè)文明的壯麗畫卷。

圖片來源：攝圖網(wǎng)

持續(xù)創(chuàng)新,，為中國激光制造技術(shù)添磚加瓦

近年來,，隨著新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域?qū)p質(zhì)高強度材料的需求不斷增長,，傳統(tǒng)的材料焊接技術(shù)已無法滿足業(yè)界需求,。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所作為我國建立最早、規(guī)模最大的激光專業(yè)研究所,，設(shè)立了激光智能制造研發(fā)中心,，重點深耕激光焊接、激光精密制造,、激光增減材制造,、激光沖擊強化等核心器件開發(fā)、關(guān)鍵工藝的突破和高端裝備的研發(fā),。

中心負責(zé)人楊上陸研究員介紹：“我們團隊主要圍繞輕量化,、高性能材料先進激光制造技術(shù)的研發(fā)，努力構(gòu)建新材料-新工藝-新裝備-新結(jié)構(gòu)之間的新的技術(shù)體系,，注重應(yīng)用基礎(chǔ)研究,、知識產(chǎn)權(quán)布局和技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化相結(jié)合，堅持通過創(chuàng)新為社會創(chuàng)造價值的理念,。近年來,，在鋁硅涂層熱成型鋼激光填絲焊接、鋁合金電阻點焊,、異質(zhì)材料連接等領(lǐng)域取得了突破”,。

“牛頓環(huán)”鋁合金電阻點焊技術(shù)攻克了幾十年的行業(yè)難題，可實現(xiàn)板材,、型材,、鑄鋁等鋁合金材料的高質(zhì)量焊接。自2023年起,，該技術(shù)已應(yīng)用于吉利,、極氪、路特斯等品牌汽車的制造中,，也應(yīng)用在寧德時代,、威唐等企業(yè)的儲能產(chǎn)品，在半導(dǎo)體行業(yè)也實現(xiàn)了應(yīng)用,。

針對新能源汽車輕量化關(guān)鍵輕量化材料之一的鋁硅涂層熱成型鋼,，團隊打破了該材料激光焊接技術(shù)長期被壟斷的局面,，實現(xiàn)了不同強度級別、不同涂層厚度和不同供應(yīng)商材料的“多合一”一體化解決方案,。從用戶反饋來看,，該技術(shù)不僅提升了生產(chǎn)效率，也大幅降低了制造成本,，提升了制造利潤,。2023年9月開始，該技術(shù)已在多家汽車公司應(yīng)用,。

從電極材料制造到失效分析,，國儀電鏡服務(wù)創(chuàng)新全流程

為觀察焊接接頭微觀組織及形貌和接頭失效分析，通過機理的理解來指導(dǎo)先進焊接工藝開發(fā)與改進,，激光智能制造研發(fā)中心于2022年通過公開招采,，引進了國儀量子研制的場發(fā)射掃描電鏡SEM5000。

從材料到制造,，再到最終產(chǎn)品性能分析的全過程,，都離不開對產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)的檢測。傳統(tǒng)光學(xué)方法無法觀測微觀細節(jié),，因此必須借助掃描電鏡來深入分析內(nèi)部微觀組織,。“掃描電鏡不僅是我們團隊每天必須使用的重要工具,更是推動科研創(chuàng)新的強大利器?！?/strong> 楊上陸說,，“它極大加快了我們的研發(fā)步伐?！?/p>

激光智能制造研發(fā)中心博士后張家志介紹：“團隊通過國儀量子的掃描電鏡,，對高強鋼、鋁合金,、銅合金,、鈦合金等材料的焊接接頭和失效斷口進行組織分析和元素分析。找出斷裂機理,，指導(dǎo)工藝優(yōu)化和改進,。在‘牛頓環(huán)’鋁合金電阻點焊技術(shù)和鋁硅涂層熱成型激光焊接技術(shù)開發(fā)研究過程中，我們也廣泛使用了國儀量子掃描電鏡,，分析接頭微觀組織和失效斷口。國儀量子掃描電鏡為“牛頓環(huán)”電阻點焊工藝優(yōu)化和電極改進以及鋁硅涂層激光焊接技術(shù)開發(fā)提供了重要依據(jù),?！?/strong>

與國產(chǎn)品牌協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)自主可控,，推動技術(shù)升級 

牛頓環(huán),、盤古界,、昆侖鏡......激光智能制造研發(fā)中心團隊的工程師們?yōu)樗麄冏灾餮邪l(fā)的多項技術(shù)裝備賦予了獨特的稱謂。楊上陸介紹：“鋁合金電阻點焊技術(shù)之所以取名“牛頓環(huán)”,，是因為這項技術(shù)所發(fā)明的電極形狀與光學(xué)上的“牛頓環(huán)”圖樣相似,，我們想傳承牛頓為人類社會進步所做出偉大貢獻的科學(xué)精神，所以取名為牛頓環(huán),。隨著新技術(shù),、新成果的不斷涌現(xiàn)，我們希望這些成果能夠建立起屬于國人的品牌符號,，也就有了盤古界,、昆侖鏡這些富有傳統(tǒng)文化特色的名稱?！?/p>

從產(chǎn)品命名到科研創(chuàng)新,，對自主可控的追求貫穿了團隊上下。楊上陸說：“實驗室儀器裝備至關(guān)重要,。中心希望通過與國內(nèi)企業(yè)的合作,，實現(xiàn)高端分析儀器設(shè)備的自主可控，擁有自主品牌,，形成先進裝備與制造技術(shù)的良性互促,，從而加速科技自主創(chuàng)新，推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,。掃描電鏡對我們這個領(lǐng)域非常重要,，我們也希望能夠自主可控?！?/p>

自主可控,、用戶友好是國儀量子掃描電鏡的重要優(yōu)勢?！皣鴥x量子的掃描電鏡界面更加人性化,，操作簡單，即使是沒有掃描電鏡基礎(chǔ)的人員,，經(jīng)過短時培訓(xùn)就可以很快上手,。”張佳志說，“而且分辨率和探測器性能都非常優(yōu)秀,，與進口電鏡相當(dāng),，但中文界面和操作更加友好?！彼€很贊賞國儀量子的售后服務(wù),，“只要有需求，基本能在24小時內(nèi)得到高效響應(yīng)和解決,?！?/p>

國產(chǎn)新能源汽車的不斷發(fā)展,，背后是無數(shù)中國科研人的智慧與汗水，是牛頓環(huán),、盤古界,、昆侖鏡等自主創(chuàng)新技術(shù)的推廣與應(yīng)用，也是國儀量子等國產(chǎn)科學(xué)儀器廠商的執(zhí)著與堅守,。未來,，隨著更多國產(chǎn)技術(shù)裝備的突破，先進裝備與制造技術(shù)必將實現(xiàn)良性互促,，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級,。