发动机异种材料激光焊接技术

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近期，中国科学院力学研究所发动机科学与工程联合实验室在涡轮增压器异种材料激光焊接技术方面取得重要进展，优化后的激光焊接工艺为提高柴油发动机性能提供了重要支持。
新技术将优化焊接工艺
目前，柴油发动机应用广泛，在国民经济发展中占据重要地位。作为柴油发动机的关键部件，涡轮增压器对于发动机动力性能的改善有显著作用，其异种材料焊接质量对整机性能有重要影响。
在柴油发动机增压器中，涡轮叶片和涡轴杆的材料不同，参数有很大差异，对两者进行连接时易形成焊接裂纹，具有淬硬倾向。目前，业界多采用摩擦焊方式进行连接，但强度不高、成形精度差是摩擦焊的缺陷。
激光焊接是一种新方式，它利用激光的相干性等特性，很好地解决了焊缝偏熔和未熔合的问题。与传统焊接工艺相比，优化后的激光焊接工艺在满足高焊接强度要求的同时，极大提高了焊接效率，为提高柴油发动机性能提供了重要技术支持。
自主研发的新成果
中国科学院力学所发动机科学与工程联合实验室副主任虞刚在接受记者采访时说，随着市场需求的扩大，汽车行业近年来的发展势头很好，但自主技术稀少、自主研发环境欠缺的问题始终没能解决。国内企业与跨国公司合作，很难获得核心技术。“没有核心技术以及后续的研发、改进，将会给产业发展带来不良影响。当前，一些汽车制造企业及科研机构已经开始独立研发，但‘拿来主义’的观念仍然很强，真正的自主研发成果少之又少。”
激光技术涉及材料学、力学、计算机科学等。研发是一个消耗的过程，其投入要求高，资金回收期较长。单靠企业研发，速度很难跟上，于是，有一部分压力转移到国家科研机构。中国科学院下属研究所包含所有自然科学及工程研究领域，从技术上讲，是国家最有代表性的部门。虞刚说：“正是在这样的背景下，我们力学所从最基础的角度着手开始攻关。在激光异种材料焊接这个领域，国际上一直没有新进展。经过长期努力，我们力学所取得了突破性进展，领先国际水平。可以说，这是一项百分之百拥有自主知识产权的国际先进技术。”
产业化需政策支持
谈到异种材料激光焊接技术的产业化前景，虞刚说，这项技术已经非常成熟，市场也有这方面的需求，其产业化潜力很大。但产业化有风险。虞刚给记者算了一笔账，如果一项基础研究只要投入一元钱，那么，将这项研究成果变成可用的技术就需要10元钱，而真正的产业化则需要100元钱。“这个比例让很多企业承受不了。国内大部分企业还不具备这种抗风险的能力，所以许多企业不愿意做。”
虞刚认为，德国和美国在这方面的做法值得借鉴。“在新技术的研发、应用和产业化方面，他们都有一套引导和鼓励的政策。政府通过直接投入、返还税收等，大力支持新技术的研发和应用，调动企业和消费者的积极性，形成良性循环。产业化是一种复杂的辐射状体系，需要健全的法律和社会机制来保障。虽然我国也有一套鼓励办法，但真正执行起来却有一定难度。”
虞刚说，虽然这项技术本身已毫无问题，但大规模推广应用未必顺利。“这不是一个人或一个企业能够解决的问题。很多条件限制了一项新技术的产业化。只有众人合力，在健康的机制推动下，才能实现这项新技术的推广应用。”