2023年度河南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)提名項(xiàng)目公示材料項(xiàng)目名稱載運(yùn)裝備結(jié)構(gòu)件特種連接技術(shù)及應(yīng)用二、提名者及提名等級(jí)提名者：曹喜濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，教授，學(xué)科專業(yè)：航空宇航科學(xué)與技術(shù)提名等級(jí)：河南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)三、主要完成人員王星星，何鵬，彭進(jìn)，陳玉華，倪增磊，溫國(guó)棟，封小松，徐鍇，范亞磊，王銘秋，凌自成，方乃文，李帥，黃瑞生四、主要完成單位華北水利水電大學(xué)，哈爾濱焊接研究院有限公司，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，南昌航空大學(xué)，上海航天設(shè)備制造總廠有限公司，中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司上海中巽科技股份有限公司，西安科技大學(xué)五、項(xiàng)目簡(jiǎn)介制造業(yè)是立國(guó)之本，航空航天、軌道客車、高速列車、工程載運(yùn)裝備制造事關(guān)國(guó)家安全，是國(guó)家長(zhǎng)期重點(diǎn)發(fā)展的高端裝備制造行業(yè)之一。項(xiàng)目針對(duì)新型航空航天器、軌道客車、工程載運(yùn)裝備在研制、生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)超薄超細(xì)與超大負(fù)荷構(gòu)件高質(zhì)量、高安全焊接所涉及的應(yīng)力、變形、裂紋等行業(yè)痛點(diǎn)，開發(fā)了載運(yùn)裝備構(gòu)件高可靠連接關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。由于被焊結(jié)構(gòu)件焊接難度大、焊接質(zhì)量難以保證，在實(shí)際中常存在以下行業(yè)難題：（1）由于空間限制與構(gòu)件變形傳統(tǒng)焊接方法不能實(shí)現(xiàn)多通道、寬而深?yuàn)A層結(jié)構(gòu)有效連接，焊料與母材之間容易產(chǎn)生很大界面熱應(yīng)力，存在裂紋甚至開裂難題；（2）航空發(fā)動(dòng)機(jī)超薄高溫封嚴(yán)機(jī)構(gòu)連接界面殘余應(yīng)力大，以及C919鎳基傳感器引腳線與不等直徑高溫導(dǎo)線焊接存在抗振動(dòng)疲勞性和拉剪性能低難題，難以滿足現(xiàn)代飛機(jī)在特殊環(huán)境的服役需求；（3）軌道客車箱體、側(cè)墻壁板等薄板鋁合金、鈦合金長(zhǎng)大部件連續(xù)激光焊時(shí)，存在焊接變形與應(yīng)力集中，導(dǎo)致匙孔穩(wěn)定性差、焊接效率低，成形精度難以控制；（4）航空航天領(lǐng)域超薄鎳基形狀記憶合金與鈦合金焊接極易產(chǎn)生裂紋，接頭強(qiáng)度低，限制NiTiNb合金與鈦合金復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用。針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)，本項(xiàng)目開展了材料、工藝、裝備、標(biāo)準(zhǔn)等系列研究，主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下：1、率先提出了載運(yùn)裝備構(gòu)件釬焊新材料及其性能估算理論。開發(fā)了高性能鈦基多層膜釬料、硼烯增強(qiáng)鎳基釬料、高熵金基釬料、石墨烯增強(qiáng)銀基釬料四大系列釬料及制備新工藝，提出了載運(yùn)裝備構(gòu)件用硬釬料潤(rùn)濕性、接頭力學(xué)性能估算方法與理論，發(fā)明了高塑性應(yīng)力表征片解析異質(zhì)連接殘余應(yīng)力方法，創(chuàng)建了優(yōu)化工程裝備構(gòu)件高溫釬焊工藝的熱力學(xué)預(yù)測(cè)方法，使得構(gòu)件使用壽命提高了10%，解決了航空發(fā)動(dòng)機(jī)擴(kuò)壓器、壓氣機(jī)靜子環(huán)及工程載運(yùn)構(gòu)件釬焊界面應(yīng)力難題。2、創(chuàng)新研發(fā)了航空超薄超細(xì)構(gòu)件異質(zhì)釬焊應(yīng)力緩解技術(shù)。提出了異質(zhì)構(gòu)件預(yù)制高溫多層膜緩釋層、表面金屬化分步增韌釬焊新工藝，發(fā)明了多元加熱真空擴(kuò)散釬焊爐，使得接頭力學(xué)性能提高31~42%，解決了航空液壓和熱交換器結(jié)構(gòu)件釬焊界面應(yīng)力、接頭可靠性低行業(yè)難題；開發(fā)了鎳基微細(xì)直徑絲材與不等直徑異質(zhì)多股線精密電阻釬焊技術(shù)與裝備，接頭拉伸強(qiáng)度提高了65%，疲勞振動(dòng)100萬(wàn)次未發(fā)生失效，攻克了C919大飛機(jī)超細(xì)傳感器構(gòu)件接頭抗疲勞性能差、質(zhì)量不穩(wěn)定等難題。3、自主開發(fā)了軌道客車載運(yùn)裝備用鋁、鈦合金薄板結(jié)構(gòu)件激光焊接新技術(shù)。發(fā)明了薄板鋁合金電弧預(yù)熔絲激光焊、鋁合金T型接頭雙束激光填絲焊、薄板T型接頭雙側(cè)激光熔絲焊、T型搭接焊雙束并行系列激光焊新工藝，建立了三維瞬態(tài)激光焊接熱－流耦合模型，攻克了20米及以上大尺寸軌道客車構(gòu)件激光焊匙孔穩(wěn)定性差、成形精度難題；開發(fā)了薄板鈦合金窄間隙激光填絲焊新技術(shù)，研制出鈦合金超窄間隙激光焊實(shí)心焊絲、粉芯藥芯焊絲/焊帶，有效抑制焊接接頭變形與應(yīng)力集中，實(shí)現(xiàn)了薄壁高速列車鈦合金轉(zhuǎn)向架高效連接。4、發(fā)明了空間展開機(jī)構(gòu)用超薄NiTiNb形狀記憶合金與鈦合金異質(zhì)材料精密連接關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)明了超薄鎳基形狀記憶合金超聲波預(yù)焊、超薄壁圓筒隨焊柔性焊接系統(tǒng)、C型薄壁零件激光焊接工裝夾具及機(jī)器人焊接過(guò)程柔性控制系統(tǒng)，研制出鎳基高溫合金激光焊專用活性劑，通過(guò)添加鎳、鈦、鈮等填充材料抑制異質(zhì)材料界面裂紋缺陷，形成了焊接工藝規(guī)范，揭示了超薄鎳基形狀記憶合金與鈦合金激光焊接頭裂紋形成機(jī)理，突破了0.2mm超薄形狀記憶合金裂紋控制技術(shù)，縮短了我國(guó)與國(guó)外航天強(qiáng)國(guó)在空間結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域的技術(shù)差距。項(xiàng)目系列研究成果支撐我國(guó)載運(yùn)裝備構(gòu)件在緩解焊接應(yīng)力、減小焊接變形、抑制焊接裂紋、提高接頭可靠性方面取得突破，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心專利池，獲得授權(quán)發(fā)明專利41件、實(shí)用新型13件。制定國(guó)家、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)，出版學(xué)術(shù)專著2部、發(fā)表學(xué)術(shù)論文86篇，其中SCI檢索45篇、EI收錄34篇。培養(yǎng)國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃領(lǐng)軍人才、國(guó)家百千萬(wàn)人才、中原青年拔尖等5人。項(xiàng)目成果已在中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司、上海航天設(shè)備制造總廠有限公司、中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司等國(guó)內(nèi)知名企業(yè)推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，近三年累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入約13.67億元。項(xiàng)目部分成果曾獲得中國(guó)航空學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。知識(shí)產(chǎn)權(quán)（標(biāo)準(zhǔn)）類別知識(shí)產(chǎn)權(quán)（標(biāo)準(zhǔn)）具體名稱國(guó)家（地區(qū)）授權(quán)號(hào)（標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)）授權(quán)（標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布）日期證書編號(hào)（標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布部門）權(quán)利人（標(biāo)準(zhǔn)起草單位）發(fā)明人（標(biāo)準(zhǔn)起草人）專利（標(biāo)準(zhǔn)）有效狀態(tài)發(fā)明專利一種預(yù)測(cè)低熔點(diǎn)元素調(diào)控釬焊接頭力學(xué)性能的方法中國(guó)ZL201710737897.X2019.7.163458442華北水利水電大學(xué)王星星

,

彭進(jìn)

,

薛鵬

,

崔大田

有效發(fā)明專利一種薄板T型接頭雙側(cè)激光熔絲焊接裝置及焊接方法中國(guó)ZL202010339133.72022.5.245178670華北水利水電大學(xué)彭進(jìn);李帥;王星星;許紅巧;倪增磊有效發(fā)明專利一種超聲波焊接鎳鈦形狀記憶合金薄板的方法中國(guó)ZL202010603880.72022.02.014917940華北水利水電大學(xué)倪增磊

,

彭進(jìn)

,李帥

,

王星星

,

崔大田有效發(fā)明專利一種金基高熵釬料中國(guó)ZL201911420127.82020.9.43973766華北水利水電大學(xué)王星星;杜全斌;李帥;何鵬;溫國(guó)棟有效發(fā)明專利一種可降低焊縫氣孔率的T型接頭雙束激光填絲焊接方法中國(guó)ZL202010518147.52022.05.245181996華北水利水電大學(xué)彭進(jìn)有效發(fā)明專利一種實(shí)現(xiàn)鈦合金和高溫合金釬焊接頭韌化的分步釬焊方法中國(guó)ZL201811541948.22021.7.204562788哈爾濱工業(yè)大學(xué)林鐵松

,

季蘇堯

,

何鵬

,

林盼盼

有效發(fā)明專利一種超薄NiTiNb寬滯形狀記憶合金與鈦合金異種材料連接方法中國(guó)ZL201510095866.X2016.8.242194270南昌航空大學(xué)陳玉華

,

陸巍巍

,

黃永德有效發(fā)明專利一種預(yù)測(cè)低熔點(diǎn)元素調(diào)控硬釬料潤(rùn)濕性的方法中國(guó)ZL201710737899.92019.12.103624797華北水利水電大學(xué)王星星,

杜全斌

,

彭進(jìn)

,崔大田，孫國(guó)元有效發(fā)明專利一種T型接頭搭接焊用雙束并行激光焊接裝置及方法中國(guó)ZL202010582270.32022.05.175166696華北水利水電大學(xué)彭進(jìn)有效發(fā)明專利一種多股導(dǎo)線與微細(xì)絲的精密電阻釬焊方法中國(guó)ZL201710851557.X2018.08.143032672南昌航空大學(xué)陳玉華

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李樹寒

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劉穎

,

黃永德有效六、論文（專著）目錄序號(hào)論文專著名稱/刊名/作者年卷頁(yè)碼（xx年xx卷xx頁(yè)）發(fā)表時(shí)間通訊作者第一作者SCI他引次數(shù)JCR分區(qū)核心期刊1VacuumbrazingTiAlintermetallicstoGH3030alloywithamulti-componentTi-basedfillermetal/JournalofManufacturingProcesses/LiShuai,LiuZhongying,XiaYueqing,WangXingxing,HePeng,JiuYongtao,JiaLianhui,LongWeimin2021,70:484-4932021.9.2WangXingxing,HePengLiShuai李帥,劉中英,夏月慶,王星星,何鵬,糾永濤,賈連輝,龍偉民4二區(qū)否2Microstructuralevolutionandgrowth/degradationbehaviorofinsituTiBwhiskersinZrB2-SiCjointsusingTi/Ni/Tifiller/JournalofAlloysandCompounds/WeiqiYang,LiliXing,TiesongLin,PengHe,JinchengLin,XianfengMa2018,744:124-1312018.2.7HePengYangWeiqi楊衛(wèi)岐，邢麗麗，林鐵松，何鵬，林景煌17一區(qū)否3\t"/kns8/_blank"基于熵模型鍍錫銀釬料釬焊性能的定量表征/焊接學(xué)報(bào)/王星星,上官林建,何鵬,龍偉民,武勝金2020,41(01):18-222020.1.25何鵬王星星王星星,上官林建,何鵬,龍偉民,武勝金2否4Microstructureevolutionandmechanicalpropertiesofavacuum-brazedAl2O3/TijointwithMo-coatingonAl2O3andTisurfaces/CeramicsInternational/PanpanLin,TiesongLin,PengHe,MaochangWang,JiaYang2019.6.15何鵬林盼盼PanpanLin,TiesongLin,PengHe,MaochangWang,JiaYang一區(qū)否5ComparativestudyonthermodynamiccharacteristicsofAgCuZnSnbrazingalloys/MaterialsResearchExpress/XingxingWang,ShuaiLi,JinPeng2018,5:0165222018.1.24WangXingxingWangXingxing王星星，李帥，彭進(jìn)四區(qū)否6InvestigationofweldingcrackinmicrolaserweldedNiTiNbshapememoryalloyandTi6Al4Valloydissimilarmetalsjoints/Optics&LaserTechnology/ChenYuhua,MaoYuqing,LuWeiwe