鐳射強化技術在航空航天和軌道交通領域的工業示範應用專案透過科技部驗收

2021年9月25日，國家重點研發計劃“增材製造與鐳射製造”重點專項“鐳射強化技術在航空航天和軌道交通領域的工業示範應用（2016YFB1102600）”專案的課題驗收會在武漢召開。科技部高技術中心委派的專家組現場考察了鋼軌鐳射淬火加工車的作業過程，聽取了課題執行情況彙報，審查了相關材料，經質詢和討論，高度肯定了專案的研究成果，專案中全部5個課題的績效評價均為優秀。

專案全部五個課題都參與了彙報。華中科技大學武漢光電國家研究中心增材製造與鐳射製造團隊是該專案中鐵路鋼軌線上強韌化處理裝備的技術源頭，團隊成員胡乾午副教授主持課題4“鐳射選區淬火高效線上強化成套裝置研發”的研究工作，團隊負責人曾曉雁教授和團隊成員王鄧志副教授和孟麗博士後分別參加了課題1“鐳射衝擊與淬火強化技術基礎研究”、課題4和課題5“鐳射選區淬火高效強化工藝研究與應用示範”的研究工作。

課題4提出的鋼軌鐳射選區淬火方法，在鋼軌表面形成“馬氏體強化區+珠光體軟基體”的複合結構，成功解決了此前鋼軌材料難以兼顧高硬度和高韌性的技術難題，為鋼軌線上鐳射強化延壽技術開闢了新的道路。開發的高功率單光束鐳射多光斑高重頻選區淬火技術，將鋼軌鐳射選區淬火效率從5m/h提高到54m/h。研製的GCC-50型鋼軌鐳射淬火車，採用獨特的子母車結構，結構緊湊，操作簡便，能夠快速抵達和駛離現場，能夠滿足小半徑曲線鋼軌、道岔、尖軌等部件的鐳射淬火加工。GCC-50型鋼軌鐳射淬火車採用基於視覺測量的鋼軌鐳射加工軟體系統，可以自動識別鋼軌輪廓，規劃選區鐳射淬火的掃描路徑，實現鋼軌線上鐳射淬火過程的智慧化控制。GCC-50型鋼軌鐳射淬火車得到國家鐵路集團公司認證中心的新產品定型認可，是國際上首臺專業型鋼軌線上鐳射加工車。這種鐳射淬火車擁有自主智慧財產權，已經先後獲得中國和美國發明專利授權。

課題5採用研製的GCC-50型鋼軌鐳射淬火車，在武漢北編組站進行了鋼軌線上鐳射淬火強化和鐳射熔覆修復的示範應用，應用過程中工作狀態穩定，可以長時間連續作業，證明該裝備已經能夠初步滿足軌道鐳射加工的應用要求。鐳射選區淬火處理鋼軌的平均壽命大約是未經鐳射處理鋼軌的3倍；鐳射熔覆修復鋼軌的耐磨性可以提高2倍。此外，課題5編制了鋼軌表面鐳射選區硬化工藝規範，開發了鋼軌鐳射淬火質量線上檢測技術。相關結果對於保證鋼軌鐳射淬火質量和促進鋼軌線上鐳射淬火技術的推廣應用具有重要指導意義。

專家組組長為北京工業大學蔣毅堅教授,專家組成員包括暨南大學段宣明教授,中國科學院西安光學精密機械研究所李明研究員,浙江大學歐陽小平教授,重慶大學曹華軍教授,江南大趙軍華學教授和華中科技大學朱曉教授。參加會議的財務專家為中興財光華會計師事務所會計師劉偉。

依託單位領導華中科技大學武漢光電國家研究中心學術委員會主席曾紹群教授和華中科技大學科發院重大專案辦公室主任裴宇翀出席了會議。

來源：武漢光電國家研究中心