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[发明专利]一种基于阵列CCD的高动态范围电弧增材熔池观察方法及装置-CN202310966177.6在审
发明人：王克鸿;谭夏新;黄勇;彭勇;段梦伟;杨东青;范霁康 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-08-02 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H04N23/73 文献下载
摘要：本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于阵列CCD的高动态范围电弧增材熔池观察方法及装置。本发明基于一个TTL电平信号同时触发多个CCD相机设计了一套熔池视觉传感系统，具体包括：在采集相机前放置一套分光系统，当接收到TTL拍摄指令后，三个相机同时获取三张不同曝光时间的图像，分别为第一原始图像、第二原始图像和第三原始图像，而后基于拉普拉斯金字塔图像分解融合算法，对第一曝光图像、第二曝光图像以及第三曝光图像进行高动态范围熔池图像合成，得到高动态范围熔池图像。通过本发明方法可以得到清晰度较高的熔池图像。
一种基于阵列 ccd 动态范围电弧熔池观察方法装置

[发明专利]一种适用于倾斜结构件的电弧增材方法-CN202310690451.1在审
发明人： 范霁康;李杰;高鹏飞;张建;杨东青;彭勇;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-06-12 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： B23K9/28 文献下载
摘要：本发明属于增材领域，具体涉及一种适用于倾斜结构件的电弧增材方法。包括如下步骤：(1)采用电弧增材在基板上堆积第一层堆积层；(2)沿倾斜结构件与基板呈锐角β的一侧设置支撑辅助件，使得支撑辅助件的支撑面与倾斜结构件的待堆积层贴合；(3)焊枪移动至第N层堆积层堆积路径的熄弧端处、初始N＝1，升高一个层高hβ，焊枪沿垂直堆积路径方向向倾斜侧偏移dmm，完成第N+1层的堆积；偏移量d通过d＝hβ/tanβ计算确定；(4)重复步骤(3)，完成多层堆积成形，直至满足构件所需成形尺寸。本发明通过添加支撑辅助件，有效避免由于偏移量过大而引起的熔池流淌问题，对于大小型斜壁结构件加工可实现高质量成形。
一种适用于倾斜结构件电弧方法

[发明专利]一种机器人末端带辅助装置的悬空结构增材工艺-CN202111166824.2有效
发明人：王克鸿;章天杨;彭勇;范霁康;薛伟;裘树标 -专利权人：江苏烁石焊接科技有限公司
申请日： 2021-09-30 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种带悬空结构零件的成形方法，该成形方法为：在Solidworks软件中对零件进行建模；通过增材软件对进行切片处理，通过路径规划算法，获得零件非悬空区域的扫描填充路径；通过采取机器人末端加装辅助装置的方法，对零件的悬空区域进行增材成形，该悬空装置可以送出与零件材料成分相同的双丝或薄片，用于支撑增材悬空结构时丝材熔化形成的熔池，增材成形悬空结构。本发明实现了带悬空结构的复杂零件增材成形，适用于实际工程问题。
一种机器人末端辅助装置悬空结构工艺

[发明专利]一种电弧增材制造马氏体时效钢增韧止裂方法-CN202211031766.7有效
发明人： 范霁康;张建;马立;杨东青;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-08-26 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： B22F10/20 文献下载
摘要：本发明属于电弧增材织造领域，具体涉及一种电弧增材制造马氏体时效钢增韧止裂方法。对电弧增材构件进行区域划分，分为构件外周的外部区域和构件内的内部区域，外部区域为厚度为3～8mm的奥氏体不锈钢，内部区域为交替增材的马氏体时效钢与奥氏体不锈钢交织区，内部区域马氏体时效钢与奥氏体不锈钢质量比(6‑9)：1。在增材过程中，设置超声波测应力探头，检测构件残余应力，当构件最大残余应力超过0.75σ0.2(奥)，即0.75倍的奥氏体不锈钢屈服强度，进入热处理炉子进行去应力热处理，去应力退火结束后继续进行电弧增材直至构件完成；增材完成后，对增材构件进行固溶+时效处理。本发明能有效抑制增材以及热处理过程中马氏体时效钢裂纹扩展。
一种电弧制造马氏体时效钢增韧止裂方法

[发明专利]一种不共熔池的高效MIG电弧增材方法及装置-CN202111634530.8有效
发明人： 范霁康;张建;李涛;杨东青;黄勇;彭勇;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明属于电弧增材技术领域，具体涉及一种不共熔池的高效MIG电弧增材方法及装置。采用直线式排列的增材三丝焊枪，通过电源协同控制实现三个电弧引燃，通过焊枪位姿调节实现三丝熔敷金属的小电流顺序搭接或大电流间隙搭接增材，三丝可分别采用同种或异种丝材，分别实现同种或异种金属的交织增材，效率可达普通单丝电弧增材的三倍。本发明装置操作简便，三丝增材过程稳定，在获得优异的增材成形质量的同时，可大幅度提高电弧增材效率，同时能够实现异种金属交织增材。
一种熔池高效 mig 电弧方法装置

[发明专利]一种不共熔池的高效MIG电弧增材方法及装置-CN202310470171.X在审
发明人： 范霁康;张建;李涛;杨东青;黄勇;彭勇;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明属于电弧增材技术领域，具体涉及一种不共熔池的高效MIG电弧增材方法及装置。采用直线式排列的增材三丝焊枪，通过电源协同控制实现三个电弧引燃，通过焊枪位姿调节实现三丝熔敷金属的小电流顺序搭接或大电流间隙搭接增材，三丝可分别采用同种或异种丝材，分别实现同种或异种金属的交织增材，效率可达普通单丝电弧增材的三倍。本发明装置操作简便，三丝增材过程稳定，在获得优异的增材成形质量的同时，可大幅度提高电弧增材效率，同时能够实现异种金属交织增材。
一种熔池高效 mig 电弧方法装置

[发明专利]一种电弧增材随行热处理装置及工艺方法-CN202211721966.5在审
发明人： 范霁康;高鹏飞;张建;杨东青;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明为一种电弧增材随形热处理装置及工艺方法。本发明通过机器人增材制造平台和增材随行电磁感应加热装置的交替工作，实现对电弧增材工件的成形过程中由于冷热交替增材工件应力过大而造成的变形甚至开裂进行整体实时调控。通过在每增材制造N层，即采用红外测温装置对增材件进行实时温度监测，闭环反馈控制装置接收增材工件温度信息，并对数据进行在线处理，电磁感应加热装置按预先热处理温度设定，对增材工件进行电磁感应随行热处理，保持增材工件温度固定在稳定区间，以消除增材工件中由于电弧增材过程反复冷却加热导致的部分应力，在成形过程中通过随行热处理装置对温度场和应力场进行控制，可简化增减材后续热处理过程，提升电弧增材效率。
一种电弧随行热处理装置工艺方法

[发明专利]一种基于冷阴极电子束光内熔丝增材的双丝增材枪体-CN202310336313.3在审
发明人：彭勇;马文龙;王克鸿;周琦;郭顺;范霁康;徐俊强 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-03-31 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： B23K15/00 文献下载
摘要：本发明为一种基于冷阴极电子束光内熔丝增材的双丝增材枪体。包括阳极，绝缘子，内阴极，外阴极，环形丝嘴，放电腔体，上合板，导丝管，对阴极进行冷却的管道和高压电源；阳极内设有绝缘子，绝缘子下端中部设有内阴极，外阴极整体呈环形且与绝缘子下部连接；绝缘子内设有供两个导丝管穿过的通孔、水冷通道、送气通道和高压电源通道，设置在绝缘子下端的环形丝嘴为上宽下窄的锥形管状，环形丝嘴管壁面上设有与导丝管连通的送丝通道，环形丝嘴内的送丝双通道使得通过的丝材指向环形电子束焦点，内阴极、外阴极、环形丝嘴和阳极壳体下部之间形成放电腔体。本发明实现零部件的多种特殊功能，采用双丝进行光内熔丝增材制造。
一种基于阴极电子束光内熔丝增材双丝增材枪体

[发明专利]一种用于重型货物堆垛机运输与工装定位的调整装置-CN202310387766.9在审
发明人： 范霁康;张建;高鹏飞;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-04-12 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： B65G47/22 文献下载
摘要：本发明公开一种用于重型货物堆垛机运输与工装定位的调整装置。重型货物上设有导向孔和零点定位拉钉，调整装置包括货物放置板，万向球，导向销，零点定位卡盘，顶升导轨，顶升液压缸和底部安装板；顶升液压缸设置在底部安装板上，且液压缸的活塞杆穿过底部安装板上的通孔和货物放置板下表面连接，通过液压缸实现对货物放置板的升降；导向销设置在底部安装板上，穿过货物放置板上的通孔和重型货物上的导向孔相匹配；零点定位卡盘设置在底部安装板上且与货物上的零点定位拉钉相配合；货物放置板上表面均布多个万向球，货物放置板升降时通过顶升导轨实现导向。本发明能够完成重型货物的高精度定位与调整，实现重型货物全流程自动化作业。
一种用于重型货物堆垛机运工装定位调整装置

[发明专利]一种三角式三丝协同高效MIG电弧增材装置及方法-CN202111634222.5有效
发明人： 范霁康;张建;李涛;杨东青;黄勇;彭勇;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明属于电弧增材领域，具体涉及一种三角式三丝协同高效MIG电弧增材装置及方法。包括三角式三丝增材枪，协同增材电源和控制系统；三角式三丝增材枪包括安装板和三个呈等腰三角形位置可调的安装在安装板的焊枪；协同增材电源包括三台可相互通信的MIG电源，三台电源分别输出脉冲电流，脉冲电流峰值占空比≤1/3，通过控制系统实现电源输出电流的脉冲相位控制，使三台电源交替输出电流峰值，输出峰值电流相位角相差120°。本发明装置操作简便，三丝增材过程稳定，在获得优异的增材成形质量的同时，可大幅度提高电弧增材效率，同时能够实现异种金属交织增材，获得梯度复合材料构件。
一种三角式三丝协同高效 mig 电弧装置方法

[发明专利]一种高氮钢薄壁结构件电弧增材装置及方法-CN202310171301.X在审
发明人：王克鸿;周赵;杨东青;范霁康;彭勇;冯曰海;张德库;章晓勇 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： B23K37/00 文献下载
摘要：本发明公开一种高氮钢薄壁结构件电弧增材装置及方法。包括工作台，设置在工作台上的竖直支架，与竖直支架可相对水平运动的水平支架，设置在水平支架上的气冷机构，设置在冷却机构靠近增材结构件末端的表面温度测量机构，机器人焊枪，反馈与控制系统，外置的用于整个结构件温度监测的温度监测机构；反馈与控制系统与表面温度测量机构、温度监测机构以及冷却机构连接；冷却机构采用冷空气进行冷却，冷空气的流量根据反馈与控制系统的控制信号确定，冷却机构上下和水平的位置均可调。本发明在增材过程中增加独特的冷却机构，得到了晶粒细小、成型外观质量好、组织全为奥氏体的薄壁结构件。
一种高氮钢薄壁结构件电弧装置方法

[发明专利]一种便携式高精度多元混气装置-CN202211721746.2在审
发明人： 范霁康;李孟孟;马立;张建;彭勇;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B01F23/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种便携式高精度多元混气装置，包括4个MFC质量流量控制器、远程DA模块、远程AD模块、3个混气舱、触摸屏、气管、接头等组成，整个装置安装在机箱中。触摸屏指令经远程DA模块下达到MFC，控制通气流量，同时远程AD模块将MFC通量信号传达到触摸屏，实现MFC通气流量的实时监控。每条进气管均与之相对应的MFC相连，气体经MFC控制流量后，单独或与另一经MFC控制通量的气体通过三通阀一/二合并后进入混气舱一/混气舱二，经过混气舱一和混气舱二混合后的气体通过三通阀三进入混气舱三，经混气舱三混合后的气体即为充分混配的目的保护气。本发明结构紧凑，使用便携，操作简单，不拘于使用场所；可短时间内对多元气体按比例精准混配。
一种便携式高精度多元装置

[发明专利]一种梯度过渡钛合金多束电子束原位反应增材方法-CN202211259674.4在审
发明人：郭顺;李一男;周琦;王克鸿;彭勇;顾介仁;黄勇;王磊;杨东青;范霁康 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-10-14 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明为一种梯度过渡钛合金多束电子束原位反应增材方法，该方法具体步骤如下：首先进行增材预处理，将气雾化球形Ti6‑Al4‑V钛合金粉末与一定量的Ti粉末、B4C粉末充分混合，作为选区熔化增材的原料；其次，准备多束电子束增材设备，调节电子束功率、铺粉厚度、扫描速度等参数；最后，按照计算机分层截面信息逐层扫描增材，通过多束电子束进行同步预热增材并实现不同区域的不同热输入，最后形成整个零件。本发明利用增材过程中Ti粉末与B4C粉在不同热输入、不同冷却速率下原位反应产生的增强相颗粒种类、形态大小不同的特点，结合多束电子束同步预热扫描的方法，实现了梯度过渡强化钛合金的增材。
一种梯度过渡钛合金电子束原位反应方法

[发明专利]一种基于机器视觉控制的超声振动辅助电弧增材制造装置及方法-CN202210999574.9在审
发明人：杨东青;李攀;彭勇;冯曰海;李涛;范霁康;黄勇;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-08-19 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于机器视觉控制的超声振动辅助电弧增材制造装置及方法，属于增材制造技术领域。通过控制超声冲击设备在电弧增材制造过程中与焊枪共同运动，对新成形的沉积道进行超声冲击的同时将超声振动传递至熔池之中，减少增材制造构件的残余应力、细化增材制造构件的晶粒。本发明能大幅减少超声冲击对焊枪运动的影响并且能适应复杂形状的沉积道的成形；在此基础上，使用机器视觉系统对沉积道高度进行实时监测并根据监测结果实时调整超声冲击设备高度，使得在面对存在高度变化的沉积道时超声振动依然能持续稳定得施加。
一种基于机器视觉控制超声振动辅助电弧制造装置方法

[发明专利]一种稳定高氮钢焊丝熔化极气保焊熔滴过渡的方法-CN202211043033.5在审
发明人： 范霁康;马立;张建;杨东青;王克鸿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-08-29 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： B23K9/173 文献下载
摘要：本发明属于熔化极电弧焊接领域，具体涉及一种稳定高氮钢焊丝熔化极气保焊熔滴过渡的方法。包括如下步骤：步骤(1)：对高氮钢焊丝进行表面脱氮处理；使得高氮钢焊丝表面脱氮层深度为300～500μm左右，脱氮层N元素含量≤0.2％；步骤(2)：在常规低频直流脉冲方波电流焊接的基础上，在峰值电流叠加或在峰值和基值电流同时叠加超音频直流脉冲电流的超音频复合低频双脉冲熔化极气保焊接工艺进行焊接。本发明通过叠加超音频电流带来的高频效应和趋肤效应，减小热输入，降低飞溅，降低N元素的逸出，进一步改善晶粒组织，最终实现一种稳定熔滴过渡的过程。
一种稳定高氮钢焊丝熔化极气保焊熔滴过渡方法

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