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[发明专利]一种可移动式激光熔覆及修复系统-CN201310016660.4有效
发明人：张轲;李铸国;张悦;黄坚 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2013-01-16 - 公布日： 2013-05-01 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于激光熔覆及修复领域的可移动式激光熔覆及修复系统，包括：可移动平台，可移动平台上固定设置有激光器、机器人、变位机、送粉器、图像处理系统、控制系统（包括PLC主控系统以及PC计算工作站）、摄像机、激光三维扫描传感器、激光加工头、同轴送粉头。本发明以机器人作为运动本体，采用图像采集和处理系统对熔覆的熔池尺寸以及温度等信息进行控制，基于激光三维传感器对工件扫描实现三维工件模型的切片分层和自动熔覆。本发明提供的系统方便、灵活，简化了修复过程，实现了熔覆过程的精确和自适应控制，有效提高了熔覆质量，可移动平台方便了大型构件的现场应用。
一种移动式激光修复系统

[发明专利]一种焊接机器人与变位机位姿关系的标定方法-CN201310002524.X有效
发明人：张轲;朱晓鹏;李铸国;涂志强;黄洁 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2013-01-04 - 公布日： 2013-04-24 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本发明提供一种焊接机器人与变位机位姿关系的标定方法，定义变位机倾斜轴为Z轴，旋转轴为Y轴，坐标系原点为旋转轴轴线与倾斜轴轴线的交点O，与Y，Z轴垂直且符合右手定则的另一轴为X轴。通过机器人控制器使变位机分别绕旋转轴和倾斜轴分别旋转到多个位置，记录TCP点在对应位置的位姿数据并建立球面方程，基于最小二乘法拟合最优球面，从而求得变位机坐标系原点。然后采用同样的方法，让TCP点在变位机两个轴向作多点标记，基于矢量叉乘的方法可进一步求得各坐标轴的方向矢量，从而实现位姿关系标定。本发明为消除偶然因素的影响，提出了距离偏差率概念并设定取点阈值判定方法，提高了标定精度。
一种焊接机器人变位机位关系标定方法

[发明专利]一种镍基非晶合金粉末和镍基非晶复合涂层及其制备方法-CN201310025419.8无效
发明人：李瑞峰;李铸国;朱彦彦;黄坚 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2013-01-22 - 公布日： 2013-04-24 - 主分类号： C22C45/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种可以获得镍基非晶复合涂层的镍基非晶合金粉末及非晶复合涂层的激光制备方法，镍基非晶合金粉末主要由Ni、Fe、B、Si和Nb等5中元素组成，该粉末具有较强的非晶形成能力；采用同轴送粉的方式将镍基非晶合金粉末在低碳钢表面制备激光熔覆涂层，再采用高速激光重熔的方式制备非晶复合涂层。本发明制备的镍基非晶复合涂层具有良好的致密度，非晶体积含量高，硬度值高。这种涂层在耐磨、耐蚀、防辐射等领域具有极好的应用前景。
一种镍基非晶合金粉末复合涂层及其制备方法

[发明专利]表面镀层的燃料电池金属双极板及其制备方法-CN201210186790.8有效
发明人：冯凯;李铸国;蔡珣 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2012-06-07 - 公布日： 2012-10-10 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了一种表面镀层的燃料电池金属双极板，其包括金属双极板和沉积在其双表面上的C/MeN多层梯度镀层；所述C/MeN多层梯度镀层包括类石墨碳镀层、MeN镀层和Cr过渡层，所述Cr过渡层具有化学成分梯度，所述梯度范围0at.%~100at.%，所述Me为金属元素Cr、Ti、Al或/和Mo；所述金属双极板具有优异的导电性能、耐腐蚀性能、和低通孔率和低成本等特性，从而极大提高燃料电池的装堆性能和使用寿命；镀层与双极板间由于过渡层的存在具有结合力高、镀层均有致密等特性。
表面镀层燃料电池金属极板及其制备方法

[发明专利]材料抗水蚀性能测试方法及装置-CN201210089395.8无效
发明人： 李铸国;刘霞;杨世银;姚成武;黄坚 -专利权人：上海交通大学;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂
申请日： 2012-03-30 - 公布日： 2012-08-01 - 主分类号： G01N17/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种材料抗水蚀性能测试方法及装置，所述装置包括水箱、水泵、高温高压锅炉、测试台水槽以及测试台；水泵通过低压水管与水箱相连接，高温高压锅炉内部设有高压水盘管，其入口端通过高压水管与水泵相连接，出口端与高温高压喷水管相连接；测试台通过转轴可转动地安装于测试台水槽内，测试台在周缘上具有至少一对在径向上对称设置的平台，用于固定测试样品；高温高压喷水管朝向测试台，用于向平台上的测试样品喷射高温高压的水或蒸汽。本发明可以近似模拟汽轮机叶片运行过程中高温高压的水或蒸汽高速冲击的实际工况，用于研究水滴或硬质颗粒高速冲击叶片表面的机理。
材料水蚀性能测试方法装置

[发明专利]激光表面淬火淬硬层深度均匀性控制方法及其装置-CN201110235185.0有效
发明人： 李铸国;黄坚;张轲;李瑞峰;张悦 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2011-08-16 - 公布日： 2012-02-22 - 主分类号： C21D1/09 文献下载
摘要：一种材料表面处理技术领域的激光表面淬火淬硬层深度均匀性控制方法及其装置，通过红外增强CCD摄像机拍摄淬火过程中加热区域的温度场图像，根据温度场图像分析得到实际加热峰值温度，并通过闭环控制反馈调控激光功率将实际加热峰值温度调整至激光表面淬火前设定的加热峰值温度，当设定的加热峰值温度与激光的移动速度为定值时，实现淬硬层深度在金属表面均匀一致。本发明使沿厚度方向温度超过相变点达到奥氏体状态并快速冷却形成马氏体淬硬层的区域的深度在金属表面每一点相当，并且激光表面淬火时既容易调控淬硬层深度，又保证金属表面不出现熔凝层或者过热层，且大大改善由于冷热状态不同引起的淬硬层深度在扫描方向上的不均匀性问题。
激光表面淬火淬硬层深度均匀控制方法及其装置

[发明专利]基于激光熔覆的稀释率均匀性控制方法及其装置-CN201110235085.8有效
发明人： 李铸国;黄坚;张轲;朱彦彦;李瑞峰 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2011-08-16 - 公布日： 2012-01-18 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种材料表面处理技术领域的基于激光熔覆的稀释率均匀性控制方法及其装置，通过红外增强CCD摄像机拍摄熔覆过程中的熔池图像并转换为温度场图像后得到实际熔池尺寸数据，根据设定熔池尺寸与实际熔池尺寸的差值作为偏差信号，采用PID算法对激光功率进行反馈控制，通过对设定熔池大小的调整实现稀释率调控。本发明使得用母材熔化的面积在激光熔覆涂层中所占的百分比在基板表面每一点相当，且激光熔覆时稀释率的调控变得简单、容易、可靠，而且避免了工件冷热状态差异等因素对稀释率的影响，使得基板表面熔覆涂层的各点的稀释率保持均匀一致。
基于激光稀释均匀控制方法及其装置

[发明专利]用于质子交换膜燃料电池双极板的高sp2杂化致密碳镀层及其制备方法-CN201110235087.7有效
发明人：蔡珣;孙海林;李铸国;冯凯;周丹华 -专利权人：上海交通大学;浙江汇锦梯尔镀层科技有限公司
申请日： 2011-08-16 - 公布日： 2012-01-04 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：一种燃料电池技术领域的用于质子交换膜燃料电池双极板的高sp2杂化致密碳镀层及其制备方法，制备得到具有接触角大于90°疏水性的碳膜镀层以利于排水和降低腐蚀概率；无需金属掺杂原子；无需表面活化处理；微观结构主要是非晶态且具有高sp2键合的碳结构。本发明能够在金属表面实现直接沉积且结合力好，导电性好，疏水性好且耐腐蚀的碳膜，能够显著降低双极板成本。
用于质子交换燃料电池极板 sp2 致密镀层及其制备方法

[发明专利]激光电弧复合双丝窄坡口焊接方法-CN201110151307.8有效
发明人：黄坚;胡连海;李铸国;华学明;吴毅雄 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2011-06-07 - 公布日： 2011-10-26 - 主分类号： B23K28/02 文献下载
摘要：一种激光焊接加工技术领域的激光电弧复合双丝窄坡口焊接方法，通过在激光束的相对两侧分别设置MSG电弧和填充焊丝，然后在带有接头坡口的待对接板上进行焊接得以实现。本发明能够实现10mm以上中厚板的单道熔透激光焊接，使焊接既具有较低热输入，又具有较高填充能力，允许的窄坡口深度可达9mm，相比单激光焊接和常规激光电弧复合焊接其所需的激光功率可得到降低。
激光电弧复合双丝窄坡口焊接方法

[发明专利]高强韧性激光熔敷涂层用铁基合金粉末-CN201010555739.0有效
发明人：黄坚;姚成武;李铸国;吴毅雄 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2010-11-24 - 公布日： 2011-02-16 - 主分类号： C22C38/58 文献下载
摘要：一种合金材料技术领域的高强韧性激光熔敷涂层用铁基合金粉末，其组分含量为：0.60％～1.00％的C、0.35％～0.70％的Si、0.30％～0.60％的Mn、5.00％～7.00％的Cr、2.50％～4.00％的Ni、1.50％～2.50％的Mo、1.00％～1.50％的W、0.70％～1.00％的V、0.20％～0.40％的Ti、0.50％～0.70％的B、0.20％～0.40％的Nb、0.10％～0.30％的Ce，余量为Fe，本发明具有在无需预热和后热处理的条件下即可获得大面积无裂纹的铁基激光熔敷合金涂层，熔覆合金层硬度高，达到62HRC～67HRC，屈服强度达到1700MPa～2000MPa。
高强韧性激光涂层用铁基合金粉末

[发明专利]铁基非晶纳米晶涂层的激光制备方法-CN201010246236.5无效
发明人：张培磊;李铸国;黄坚 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2010-08-06 - 公布日： 2010-12-01 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：一种表面涂层技术领域的铁基非晶纳米晶涂层的激光制备方法，通过将激光熔覆金属粉末采用侧轴同步送粉方式送粉，在氩气保护气氛中熔覆制成铁基合金涂层，再经激光重熔制成铁基非晶纳米晶涂层。本发明制备得到的涂层细小等轴晶组织中元素偏析较小、成分分布均匀，在激光快速重熔后熔池熔体具有较强的玻璃形成能力，利于形成非晶纳米晶组织。
铁基非晶纳米涂层激光制备方法

[发明专利]金属溅射低温制备结晶TiO₂膜的方法-CN200810032463.0无效
发明人： 李铸国;吴毅雄 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2008-01-10 - 公布日： 2008-08-06 - 主分类号： C23C14/08 文献下载
摘要：本发明公开一种镀膜技术领域的金属溅射低温制备结晶TiO₂膜的方法，步骤：第一步，氩气和氧气分离送气，分别形成靶材表面局部富氩气区域和基板附近局部富氧气区域；第二步，以金属溅射模式将金属钛靶的钛原子溅射出来；第三步，叠加密度等级为10¹¹cm^－3以上的诱导型耦合射频等离子体于基板附近；第四步，基板附近的富氧气区域中的氧气分子在诱导型耦合射频等离子体中电离或分解，生成氧离子或氧原子；第五步，镀膜时，诱导型耦合射频等离子体中电离或分解的氧离子或氧原子抵达基板，参与反应；第六步，镀膜时，密度为数毫安/平方厘米的离子束照射基板。本发明可高速、低温在玻璃基板上制备金红石型TiO₂膜和矿钛型TiO₂膜。
金属溅射低温制备结晶 tio sub 方法

[发明专利]溅射镀膜离子束辐照增强方法-CN200710172154.9无效
发明人： 李铸国;黄坚;吴毅雄 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2007-12-13 - 公布日： 2008-05-21 - 主分类号： C23C14/34 文献下载
摘要：本发明公开一种镀膜技术领域的溅射镀膜离子束辐照增强方法，包括如下步骤：第一步，将内置射频线圈放于镀膜室中基板前面，使叠加的等离子体产生在基板附近；第二步，对射频线圈的外表面进行完全绝缘化处理；第三步，将射频能量输入射频线圈，射频线圈发热，对射频线圈进行冷却；第四步，调整输入的射频功率，实现对辐照基板的离子束密度的控制，从而调整镀膜中离子束辐照作用。本发明方法中，辐照基板的离子束没有高能尾巴，离子束的密度和能量可以独立调节，输入的射频功率可高达数千瓦，镀膜室中的等离子体没有污染。
溅射镀膜离子束辐照增强方法

[发明专利]电弧喷涂电源数字控制系统-CN200510027927.5无效
发明人：华学明;舒晶;李铸国;舒亮;蔡艳;陈海鸣;方君华;陈宝林 -专利权人：上海交通大学;上海康阜实业有限公司
申请日： 2005-07-21 - 公布日： 2006-02-15 - 主分类号： B05B7/22 文献下载
摘要：一种电弧喷涂电源数字控制系统，属于表面技术领域。本发明包括：电源变压器、可控硅整流电路、信号调理电路、数字信号处理器、霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、两个光电隔离电路、H桥送丝电路、单片机，信号调理电路输出信号输入数字信号处理器，数字信号处理器通过信号处理和运算输出触发脉冲信号，触发脉冲信号输入光电隔离电路，光电隔离电路输出信号控制与电源变压器输出端相连的可控硅整流电路，数字信号处理器输出信号输入光电隔离电路。本发明用全数字控制电弧喷涂电源替代模拟控制或模拟和数字混合控制电弧喷涂电源，以提高电弧喷涂电源的稳定性、工艺性、可靠性、灵活性，实现喷涂电源的信息化、数字化控制。
电弧喷涂电源数字控制系统

[发明专利]熔化极气保护电弧焊连续脉冲回烧电压去球的控制方法-CN200510027712.3有效
发明人：华学明;吴毅雄;张勇;李铸国;蔡艳;胡永强 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2005-07-14 - 公布日： 2005-12-28 - 主分类号： B23K9/10 文献下载
摘要：一种熔化极气保护电弧焊连续脉冲回烧电压去球的控制方法，属于焊接技术领域。本发明采用焊接阶段结束进入回烧阶段，此时送丝系统停止，但是由于惯性焊丝并没停止送进，而是按惯性即回烧送丝速度继续向工件送进，惯性使焊丝前进至与工件接触，当出现连续脉冲回烧电压时，由于焊丝与工件的接触电流突然增大，焊丝接收高密度能量而迅速熔化产生爆断使焊丝与工件分离，电弧立即消失或维持连续脉冲周期中电压处于峰值的时间，焊丝继续按惯性即回烧送丝速度向工件送进，重复上述过程，直至回烧送丝速度等于零，回烧阶段结束，进入等待焊接阶段。本发明解决了回烧过程中始终存在电弧对焊丝未端的熔化问题，达到最佳的去小球效果。
熔化保护电弧焊连续脉冲电压控制方法