金剛石鋸片高效超窄鋸縫切割石材的基礎(chǔ)研究項目摘要

闡明純釬焊式超薄金剛石節(jié)塊鋸片制備中的關(guān)鍵科學(xué)問題，解決超薄鋸片制備中的關(guān)鍵技術(shù)難題；在鋸片線速度為80-100m/s的條件下完成純釬焊式超薄金剛石節(jié)塊鋸片切割石材實驗。通過全面揭示超薄鋸片在高速切割條件下的石屑形成機理與作用機制，以及鋸切熱、鋸切溫度、鋸片振動、鋸切力、鋸切比能、節(jié)塊磨損、鋸縫變化等的具體表現(xiàn)特征，研究比常規(guī)鋸切鋸縫減小50%以上的超窄鋸縫切割石材的相關(guān)機理和加工原理；期望能形成高效超窄鋸縫切割石材的技術(shù)基礎(chǔ)。為進一步實現(xiàn)低環(huán)境負擔(dān)的石材高效加工技術(shù)提供基礎(chǔ)依據(jù)。項目的完成，對提升我國石材加工領(lǐng)域的技術(shù)水平上新臺階具有重要意義。

在我國輕型石材切割機業(yè)的工業(yè)增加值約占 GDP 的35%左右，超過三分之一的國民生產(chǎn)總值由輕型石材切割機業(yè)創(chuàng)造。機械科學(xué)研究院提出了由多層次技術(shù)群構(gòu)成的先進輕型石材切割機技術(shù)體系圖。

第一個層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)輕型石材切割機技術(shù)，它是先進輕型石材切割機技術(shù)的核心。它在鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護、機械加工等基礎(chǔ)工藝中大量采用。

第二個層次是新型的輕型石材切割機單元技術(shù)。這是在市場需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動下，輕型石材切割機技術(shù)與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理等高新技術(shù)結(jié)合而形成的嶄新輕型石材切割機技術(shù)，如數(shù)控技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、機器人技術(shù)等等。

第三個層次是先進輕型石材切割機集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息技術(shù)以及系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術(shù)集成而形成的。如 FMS，CIMS，IMS 及虛擬技術(shù)等。

在先進輕型石材切割機技術(shù)及其制造趨勢一文中指出了先進輕型石材切割機技術(shù)八個方面的制造趨勢以及特色：

①數(shù)--是輕型石材切割機制造的核心；

②精--是制造的關(guān)鍵；

③極--是輕型石材切割機制造的焦點；

④自--是制造的條件；

⑤集--是制造的方法；

⑥網(wǎng)--是輕型石材切割機制造的道路；

⑦智--是制造的前景；

⑧綠--是輕型石材切割機制造的必然。

并指出數(shù)、精、極、自、集、網(wǎng)、智、綠這八個方面，彼此滲透，相互依賴，相互促進，形成一個整體；要扎根在研究與制造“機械”本身與“輕型石材切割機”本身的理論與機理；八個方面的技術(shù)要以此理論與機理為基礎(chǔ)來研究、開發(fā)、制造，要與此基礎(chǔ)相輔相成，最終服務(wù)于輕型石材切割機業(yè)的制造。

針對現(xiàn)代大型結(jié)構(gòu)、壓力容器和國防建設(shè)的厚板焊接現(xiàn)有方法效率低、能耗和成本高、接頭熱損傷大等問題，提出基于千瓦級激光器，通過激光自熔焊、激光填絲焊與激光-GMAW復(fù)合焊等三種焊接方法的科學(xué)組合設(shè)計，進行高精度高效率的厚板窄間隙非自熔性激光多道焊接。項目研究著眼于解決該方法目前存在的過程穩(wěn)定性、質(zhì)量可靠性和工藝適應(yīng)性不足的問題，深入探討窄間隙條件下焊絲的熔入過渡機制及其對焊接過程穩(wěn)定性的影響、焊接熔池形狀的控制以及易發(fā)生缺陷的控制機理等關(guān)鍵問題，并建立基于分層焊縫形貌控制與協(xié)調(diào)的厚板接頭成形控制模型?；谏鲜鲫P(guān)鍵問題的深入認識，建成一套可用于厚板焊接的窄間隙非自熔性激光焊接試驗系統(tǒng)，并用千瓦級激光器實現(xiàn)20~40mm厚板的優(yōu)質(zhì)高效焊接。該項技術(shù)一旦取得突破，對滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)的短周期、低成本和高質(zhì)量的迫切需求有著重要意義。