科创中国

"项目简介：

异型变截面焊接构件的残余应力和变形控制由于非线性、多因素，是典型的多目标、多变量优化问题，定解难度大，因此对残余应力和变形进行有效控制是该领域的前沿课题和难题。挖掘机动臂为典型的异型变截面焊接构件，受力复杂、对焊接质量要求极高。本项目以挖掘机动臂焊接变形和应力控制为切入点，形成了从理论、关键技术到工程应用的系列创新性研究成果，显著提升了行业核心技术水平。

建立了分段移动温控式组合型热源模型，提出了焊接逐层工艺优化方法，大幅度提高焊接数值模拟运算速度，实现了大型复杂结构件的焊接全尺寸模拟，计算结果和实际情况高度吻合。提出了基于 Marc 的多目标遗传算法，解决了最优焊接工艺参数难以定义问题。提出了应力与应变均衡控制方法，即低刚度强约束，高刚度自由伸缩的应力与应变均衡控制方法，开发了异型变截面结构件焊接成套工艺，使结构件尺寸变形量控制优于国际先进水平，平均应力释放率提高了19%以上。研制出矫形消应力装置，矫正效果好、质量稳定、生产效率高、安全性好，对人员的操作水平要求低，通用性强。

本项目以解决行业工程技术难题和工业化应用为目的，所取得的研究成果在中联重科股份有限公司渭南分公司的系列挖掘机主要结构件生产制造过程得到应用，质量效益显著。项目实施前，每年仅挖掘机动臂的质量损失在千万元以上。项目实施后，挖掘机动臂的质量损失逐年降低，有关动臂焊接质量缺陷用户投诉为零，为公司带来显著经济效益。

应用范围：工程机械、桥梁及船舶生产企业、其它各种钢结构生产企业等

合作方式：技术授权、技术开发、技术服务、工程承包

主要完成人：王发展等"