成果与项目的背景及主要用途：近年来我国钢材年消耗量迅速增加，焊接工 程量巨大，高效化焊接成为焊接技术发展的主流。MAG/CO2 焊由于其易于实现 自动化、抗锈低氢、成本低以及可进行全位置焊接等优点，成为高效化焊接方法 的重要选择。在我国，以 MAG/CO2 焊为主的气体保护焊工艺应用水平与发达国 家相比仍有较大差距，但发展较快。据统计：1999 年，我国的气体保护焊在整 个焊接工艺中所占的比例约为 10%，而日本和美国则达 70%左右；2002 年我国 此比例达到了约 17%，预计 2005 年可以达到 22~25%。在我国以 MAG/CO2焊为 主的气体保护焊在很大范围内正逐步取代焊条电弧焊，极具发展潜力。 MAG/CO2 气体保护焊短路过渡方式应用非常突出，国内外研究人员的研究 证明：采用 MAG/CO2 焊短路过渡形式，可以有效地防止高速焊接(1m/min 以上) 时形成的焊接缺陷。但由于 MAG/CO2 焊保护气体本身的物理性质所决定的，使 用活性 CO2 气体保护的焊接无论是采用细丝短路过渡方式，还是粗丝大电流的颗 粒过渡方式，都会造成较大的飞溅，在短路过渡方式中，焊缝成形差也是很大的 问题。著名的 STT 控制法利用对电流电压的快速控制，大大降低了短路过渡过程 的飞溅，改善了焊缝成形，但也只适用于电流较小的场合，用于高速焊接需要大 电流的场合时仍存在飞溅大等不足之处。 该技术主要解决纯 CO2 气体保护焊或低氩保护 MAG 焊时短路过渡的飞溅和 焊缝成形问题。 技术原理与工艺流程简介：该系统利用传感器采集信息，由单片机系统对焊 接过程的信息进行分析，控制逆变弧焊电源的输出。 关键问题在于实时控制的及时性。短路过渡存在大量快速的瞬态过程，需要 122天津大学科技成果选编 123 控制电路及时做出响应，有很大难度。美国林肯公司的 STT 焊机利用 IGBT 功率 开关并联限流电阻的方法，可以非常迅速地减小电流，对于防止飞溅非常有利。 但 IGBT 的工作条件非常严酷，限制了利用 IGBT 功率开关进行深入的研究，也使 其局限于较小电流的场合。受上述条件的制约，我们必须考虑其他的选择。 本技术找到了一种预判短路过程的方法，采用高速模拟电路为主并结合单片 机的中断处理方法加以控制；而对短路过渡相对稳定的过程，其控制则以单片机 为主，可以进行信息融合运算，甚至可以进行瞬态过程的预判运算。 技术水平及专利与获奖情况：国际先进，国家发明专利。 应用前景分析及效益预测：目前 CO2 焊的飞溅问题的解决主要采用：a.纯氩 或混合气保护，气体成本高；b.利用进口 STT 焊机，在低速焊、小电流范围应用， 焊机成本高；c.采用药芯焊丝，焊丝成本高，且只能焊接中厚板，不能短路过渡 焊。这些解决方法都并不令人十分满意，因而本技术有很好的的实际应用前景。 本技术可将飞溅率降为普通短路过渡的 1/2~1/3 以下，以一个年消耗焊丝 500~1000 吨的大中型企业计算，每年仅焊丝飞溅造成的损失就可减少数十万元， 尚不包括清理飞溅所投入的人力物力。而本技术在普通逆变焊机基础上加上 500~1000 元的一次性的材料成本投入，即可大幅度提高焊机的性能。 应用领域：机械、船舶、钢结构、汽车等众多行业。 

内容介绍： 根据产品要求进行真空扩散焊工艺开发和设备设计制造，形成多项自主 知识产权技术。适用于难焊材料的焊接、异质材料组配、双层或多层网/板 的分层实体制造、封闭复杂型腔结构制造。该技术获发明专利3项。性能指标：1 .最高焊接温度1450°C

依据焊条在焊接过程中的冶金原理、并根据合金化机理和矿物粉的各自特性，以纯镍丝为焊芯，采用国产原材料研发出反比例配方的镍基合金焊条NiCrFe-9。中国用于9%镍钢焊接的超低温镍基合金焊条全部依赖进口。我国研制的SJTU-ENiCrFe-9镍基合金焊条的工艺性能优于同类国外产品（焊条无发红现象、脱渣容易、熔渣覆盖均匀）；焊条溶敷金属拉伸性能与国外同类产品相当，超低温冲击功平均值高于同类国外产品约40%。

微弧复合处理（MCC）技术将不需前处理的微弧氧化与静态防护性能优异的有机物涂装技术相结合，在铝、镁合金表面制备具有高性能、多用途的陶瓷有机复合涂层，性能明显优于单一微弧氧化或传统涂装工艺。围绕该技术，项目团队近年来主持国家自然科学基金、国家攻关、“863”技术及国际合作重点项目二十余项。

微弧复合处理技术原理：微弧氧化陶瓷层的多孔结构, 易与多种材料结合形成复合膜层，提供多元化的功能，展现出陶瓷层作为“过渡处理层”的优越性。微弧复合处理工艺优点（以微弧电泳为例）：微弧-电泳工艺相对于传统电泳工艺处理工序减少了6道，缩短处理周期，并避免大量废水的排放。主要指标：复合膜层附着力好、耐蚀性优异、满足产品颜色需求等。应用状况：研究团队目前有涉及材料学、自动控制和电力电子专业的研究人员组建了专门的研究基地，已完成微弧氧化设备与

双面双弧焊接技术是采用两个电弧在工件的两面同时操作立焊-立焊、平焊-仰焊的一种焊接工艺。双机器人协同双面双弧焊接技术是利用两台焊接机器人协同实现双面双弧焊接的技术。其关键技术包括双机器人电弧焊接同步协调技术，平焊-仰焊、立焊-立焊双面双弧熔池控制技术和双面双弧焊接工艺技术。 使用该系统焊接拥有三大优势：优质--同步熔透，焊缝缺陷少，外观成形好；低耗--焊接5-12mm厚板，无需开坡口，不填丝或极少填丝；高效--双面焊接，不需清根，工件无需翻转，效率极高，焊接10mm高强铝合金，焊接时

垃圾焚烧飞灰处理达标后在卫生填埋场分区处置是今后我国发达地区飞灰处置的主流途径，这类填埋场的污染形成途径、强度与控制方法均与传统原生垃圾填埋场不同，现有填埋场污染控制技术从环境和经济角度均不适用，亟需高效的控制技术。本项目依据处理后焚烧飞灰填埋的污染衍生途径，发展控制处理飞灰填埋作业中黏附作业机械、风吹飘散的飞灰颗粒化技术；同步集成飞灰溶解性盐分缓释技术；发展雨水近零渗入的处理飞灰填埋作业技术。依据所集成的飞灰填埋前处理和作业技术，进行现场运行验证及条件优化试验。项目旨在发展既能够提高填埋场污染控制的效果，也能改善污染控制的经济条件的集成技术；而且同步开展现场应用验证试验，使成果具备推广应用的条件。通过推广应用可以为焚烧飞灰填埋场的运行提供支撑条件。 同济大学固体废物处理与资源化研究所，近5年来已主持承担和完成国家973计划课题、863计划课题、国家自然科学基金面上/青年项目、国家863和科技支撑计划、国家重大科技专项子课题项目等20余项；相关成果分别获国家级科技奖励二等奖和省部级科技奖励一等奖、二等奖和三等奖多项；拥有授权中国发明专利40项。在长期的固体废物处理与资源化利用技术研究发展中，已积累了扎实的研究基础，特别是在生活垃圾填埋和焚烧方向，分别承担了国家973计划课题（可燃固体废弃物热转化过程中重金属的排放控制及关键污染物的协同脱除（编号2011CB201504），城市固废物-化-生相变及污染物产生（编号2012CB719801）），完成了国家863计划：城市生活垃圾生态填埋成套技术与设备（编号2001AA644010）、城市生活垃圾生态填埋成套技术及示范（编号2003AA644020），国家科技支撑计划：低成本可控制生活垃圾填埋关键技术（编号2006BAJ04A06-05）等10余项课题（子课题）的研究。 常州市生活废弃物处理中心是国内较早开展处理后达标焚烧飞灰在卫生填埋场处置的单位；在数年的实际运行中，面临了渗滤液收集管道阻塞等问题，也通过与同济大学的合作，探索了解决问题的方法，积累了一系列实用技术。目前，该中心二期续建工程已施工完毕，即将投入运行，正是集成各项新技术，开展试验研究的有利时机。为利用有利条件，发展行业共性技术，同济大学将联合该中心开展项目研究。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 胡莹波 机电工程学院/测控技术与仪器 2018.9/2022.6 201831034410 赖萃 机电工程学院/测控技术与仪器 2017.9/2021.6 201731034202 李文海 机电工程学院/测控技术与仪器 2017.9/2021.6 201731034210 兰娇 机电工程学院/测控技术与仪器 2018.9/2022.6 201831034311 鹿云峰 机电工程学院/测控技术与仪器 2018.9/2022.6 201831034312 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈波 外国语学院/测试计量技术及仪器 实验师 传感器技术 葛亮 机电工程学院/测控技术与仪器 教授 传感器测量及信息采集技术 四、项目简介 本项目研究设计基于声学对埋地PE管的定位检测装置。重点研究管道声学定位法原理及应用对象。通过对声波定位检测原理仿真，选择合适的声波频段，声波信号电路的处理，及仪器设计，可以快速准确的定位并检测埋地PE管的深度。本项目应用新型技术，建立了更加完善的埋地PE管定位检测系统，能够有效地解决由于PE管强度低，标识和示踪线等经常遭到破坏所导致的施工现场被挖断的事故损失。