實(shí)際上除了激光蛇項目，早在2006年之前，英國曼徹斯特大學(xué)為了研究如何加速核設施退役，就已安裝了可以算是英國功率最高之一的商業(yè)化光纖激光器。激光能夠節約時(shí)間提高生產(chǎn)率，而引進(jìn)新技術(shù)會(huì )影響到公司長(cháng)期的市場(chǎng)地位。光纖激光器因為降低了成本但提高了靈活性和加工能力而引發(fā)了激光應用的革命。

　　曼徹斯特大學(xué)激光加工研究中心（LPRC）是英國領(lǐng)先的激光制造技術(shù)研究機構。作為世界級激光研究的權威，中心主任LinLi教授和他的同事發(fā)表了大量的論文，基于激光器的核電站退役技術(shù)以及核電站制造中的激光加工技術(shù)在其中占據了重要的地位。他們與開(kāi)放了位于坎布里亞郡的科爾德霍爾核電站（全球第一座商用核電站）、用于對核工程各方面進(jìn)行研究的曼徹斯特大學(xué)道爾頓核能研究所有密切的聯(lián)系。激光加工研究中心（LPRC）還與英國大型制造商合作，研究在特殊制造工藝中激光器在特殊系統中的使用。用最新型的超級激光器對包括核能單元實(shí)體模型在內的設施進(jìn)行加工，來(lái)研究核工業(yè)的前沿應用。

　　在整個(gè)由曼徹斯特大學(xué)主導、謝菲爾德大學(xué)協(xié)助的新核能制造（NNUMAN）項目，負責開(kāi)發(fā)最大化生產(chǎn)率和安全性的技術(shù)，Li領(lǐng)導著(zhù)從事焊接研究的團隊。這個(gè)項目采用了高功率激光焊接這種在建造現有運行中的核設施中從未使用過(guò)的方法。

　　“在建造現有的民用核電站時(shí)，高功率激光技術(shù)還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)，”Li強調?！耙虼水敃r(shí)的制造工藝采用了主要基于傳統技術(shù)的方法?！彼麖娬{在對激光焊接技術(shù)的研究中還未專(zhuān)門(mén)對鐵素體材料，例如SA508鋼進(jìn)行過(guò)描述?！霸诤嗽O施厚板制造中還未采用激光焊接。因此，我們的發(fā)現可能是這個(gè)領(lǐng)域中最先進(jìn)的?！?

　　新核能制造項目（NNUMAN）于2012年10月啟動(dòng)時(shí)獲得了由兩所大學(xué)組成的英國工程和物理科學(xué)研究委員會(huì )400萬(wàn)英鎊的基金支持。該項目也從與行業(yè)的密切聯(lián)系中受益，后者提供了具體應用和更多財務(wù)支持，以幫助這些技術(shù)走出實(shí)驗室成為實(shí)際的產(chǎn)品?！坝蓙?lái)自眾多國際核設施供應商和研究機構的行業(yè)專(zhuān)家和學(xué)者組成的咨詢(xún)委員會(huì )指導了我們的工作，”Li表示。

　　新核能制造項目（NNUMAN）使用IPG光子公司16kW激光器和Kuk6軸機器人，位于道爾頓核能研究所制造技術(shù)實(shí)驗室。

　　16kW光纖激光器

　　因為光纖激光器的出色性能，激光焊接現在已成為核工業(yè)的一種潛在選擇?！肮饫w激光器能夠提供最高的平均功率（甚至高達100kW），通過(guò)光纖傳輸進(jìn)行遠程操作，”Li表示。

　　傳統的CO2激光器無(wú)法用這種方式進(jìn)行傳輸。同時(shí)光纖激光器具有更高的電光轉換率，與轉換率低的CO2激光器相比，IPG光纖激光器轉換率目前已經(jīng)可以達到45%。此外，與波長(cháng)更長(cháng)的CO2激光器相比，波長(cháng)更短的光纖激光器的光束更易于被金屬材料吸收。

　　因此，新核能制造項目（NNUMAN）開(kāi)發(fā)出在英國功率最高之一的光纖激光系統，一套16kW的IPG激光器系統。該系統與帶有Precitec焊接頭的6軸Kuka機器人配合，安裝在2維旋轉升降臺上。Li的團隊用這種系統焊接試樣來(lái)模擬核反應堆部件，例如核燃料容器、管道及閥門(mén)，來(lái)最小化材料變形和熱影響、最大化焊縫的完整性。除此之外，該實(shí)驗室還擁有IPG/Kuka16kW光纖激光機器人遠程熔覆系統和IPG/Kuka16kW光纖激光機器人遠程切割系統。

　　”需要對核電站構件中材料焊接的特殊要求，包括極好焊接質(zhì)量和焊縫完整性，以及長(cháng)使用壽命進(jìn)行證明，“Li解釋說(shuō)?！蔽覀冇媱澓附?0-130mm的鐵素體鋼，例如SA508和80mm的不銹鋼，實(shí)現高度的焊縫完整性和低殘余應力，“他補充到。該團隊還比較了焊接時(shí)沒(méi)有采用填充材料的自熔焊與諸如添絲焊等基于填充材料的焊接方法。

　　新核能制造項目（NNUMAN）在2015年已經(jīng)實(shí)現了80-130mm核電站材料的焊接。

走向商業(yè)化

　　盡管新核能制造項目（NNUMAN）的第一年以準備項目所需的專(zhuān)業(yè)知識、設備和設施為主，Li的團隊已經(jīng)開(kāi)始在實(shí)現目標的路上向前邁步?！蔽覀冏C明了將單面自熔焊和雙面添絲焊相結合的方法在狹小焊縫間焊接30mm鐵素體鋼和20mm不銹鋼，“Li說(shuō)到?！斑@些顯示了將激光焊接技術(shù)擴展到厚板焊接的前景。采用這些技術(shù)的熱影響與弧焊產(chǎn)生熱影響相比減少了10%?！?

　　除了激光焊和窄間隙埋弧焊，新核能制造項目（NNUMAN）團隊還研究了電子束焊。這些最具前景的技術(shù)將通過(guò)英國核能戰略的另外一個(gè)重要部門(mén)——核能先進(jìn)制造研究中心（AMRC）投入市場(chǎng)。

　　因此激光焊接必須在2015年4月前證明其對于厚板的焊接能力?！敖酉聛?lái)的就是提供詳細資料和微結構分析，同時(shí)還要進(jìn)行機械性能、殘余應力和輻射環(huán)境測試，”Li進(jìn)行了說(shuō)明?！斑@些測試結果將激光焊接技術(shù)的轉化推向核能先進(jìn)制造研究中心（AMRC），行業(yè)合作估計將于2016年開(kāi)始?！保ㄗⅲ涸诎l(fā)稿之前，IPGB作者已經(jīng)通過(guò)郵件與LinLi教授進(jìn)行了確認，LinLi教授的團隊已經(jīng)完成了證明。）

　　即使不能保證英國的新型核電站一定會(huì )采用激光焊接，Li依然對其性能充滿(mǎn)信心：“激光焊接若想通過(guò)修改行業(yè)設計標準被主流核電站構件制造商采用，就必須證明它具有長(cháng)期的穩定性以及所能帶來(lái)的經(jīng)濟效益，”他強調到?！叭欢?，我們相信我們的技術(shù)將展示出的諸多優(yōu)勢，會(huì )在未來(lái)被核電站構件制造商所考慮，不僅是在英國，還可以在全球各地?！?