記者近日從南京理工大學了解到,在第五屆中國“互聯網+”大學生創新創業大賽全國總決賽中,南理工參賽項目從190.7萬個項目中脫穎而出,取得了金獎兩項,銀獎一項,銅獎一項的歷史最好成績。其中由來自電光、經管和設傳學院的9名同學組成的“焊接相機——國內首創瞬態光譜成像焊接質量在線監控系統”團隊,在此次大賽中斬獲金獎。
不是幫助制造業,而是顛覆制造業
在江南造船廠的流水線上,你能看到這樣一個場景:碩大的焊接流水線可能沒有一名工人在場,而焊接池上方一個個如同磚塊兒大小、看起來像監控攝像頭一般的設備全程“注視”著焊接流水線,焊接正有條不紊地在流水線上進行,并不斷自我糾錯、自我調整。
讓這一場景變為現實的,正是“焊接相機——國內首創瞬態光譜成像焊接質量在線監控系統”。
提到焊接,人們對此并不陌生。現行的保障焊接質量的方式是焊前工藝實驗和焊后檢測,焊前工藝實驗是對工藝參數進行枚舉,并逐一嘗試,這個過程非常耗時。焊后檢測是在焊接完成之后使用“工業超聲”等方式進行檢測,檢測出質量問題,只能廢棄或返修,然而一旦漏檢,就是重大事故。而團隊的焊接相機則創造性地實現在焊接過程中進行檢測并加以實時控制,護航諸多國之重器的鑄造,該技術目前為國內唯一、世界領先,為制造業帶去顛覆性改變。
焊接過程控制的核心是對焊接熔池進行檢測,熔池即熔化的金屬滴落到母材上形成的池狀液態區域,凝固時間只有20ms。也就是說,對熔池的測量與控制必須在20ms內完成,然而此時超過一萬度的高溫,成像過程中的強光、高反煙塵飛濺等干擾因素都帶來了巨大挑戰。團隊的焊接相機以瞬態光譜成像技術為核心,突破了多元協同測量的技術瓶頸,可協同測量熔池處于熔融狀態時刻的光譜/質譜、視覺/形態、溫度/應力、三維/結構等多元信息,并在熔池凝固前調整工藝參數,修復焊接過程中發生的缺陷,確保裝備完全成型之后零缺陷。
彌補了目前我國焊接技術的空白
中國制造2025規劃中明確提出:先進焊接必須突破初級自動化模式,降低自動焊接中由于工藝材料異常、環境擾動導致的焊接形態、冶金等缺陷,避免返工和二次加工。而焊接相機正實現了這一愿景、彌補了目前我國焊接技術的空白。
“一塊坦克的裝甲裙板,利用之前已有的焊接技術,工藝的研發周期可能長達兩年。而利用焊接相機,我們能把時間縮短到兩三個月。”團隊負責人、電光學院博士生謝輝這樣說道。
焊接相機還能運用到從航空航天到高鐵、汽車橋梁制造等一切需要焊接工藝的工業制造領域。目前已經與江南造船、神華能源等多家國內龍頭企業合作,并且投入了實際運用。在江南造船廠,團隊為該廠進行產品部署與流水線規劃,實現流水線的完整自動化,獲得高度認可。
然而高光時刻的背后是夜以繼日的辛勤付出。該項目作為依托國家自然科學基金的國家重大科研儀器研制項目,盡管預研時間僅為2年,但整個教研室團隊在光電成像以及光譜成像方面已經耕耘了30多年。站在前人的肩膀上參加此次比賽,謝輝坦言,自己經歷了從“不情不愿”到“想用實力去證明一切”的心態轉變。
決賽中,焊接相機團隊被分到了“死亡小組”,組內各省各賽道冠亞軍云集,團隊在抽簽中還抽中了最后一位答辯。現場每一隊答辯結束,便會實時公布成績,候場的6個多小時里,謝輝頂住巨大的心理壓力,一遍遍盯著分數排名表,一遍遍復習長達12頁的答辯稿,順利完成答辯。
“感謝老師和學校給了我們最好的平臺和一切,雖然由于種種原因我沒能穿上軍裝,但通過項目我也算圓了自己的從軍夢,我就想做好這個項目。” 謝輝在接受采訪時如是說。面對項目的未來規劃,團隊成員們表示將繼續優化技術、投入到實際生產中,一步步走向中國制造2025的目標。
通訊員 ?黃思行
揚子晚報/紫牛新聞記者 ?楊甜子