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[发明专利]一种高强度钢板的点焊接头及其制造方法-CN202010927333.4有效
发明人： 杨上陆;王艳俊;罗海文;李硕硕 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2020-09-07 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： B23K33/00 文献下载
摘要：本发明通过得到以下点焊接头来提高点焊接头的焊接质量，特别是接头的力学性能，所述点焊接头是通过使多块钢板搭接点焊而形成的点焊接头，其中所述钢板中的至少一块为锰含量为0.5％‑15％质量的高强度钢板，在焊点中心通过沿着钢板的板厚方向切开的截面内包括焊接母材、熔化区和热影响区，其中母材显微维氏硬度为HV1，熔化区显微维氏硬度为HV2，且0.8≤HV2/HV1≤1.2，所述方法为通过在点焊完成后进行一定温度和时间的保温处理，其中满足使至少包括熔化区和热影响区的一部分区域马氏体内的碳原子再扩散距离达到2nm以上而得到上述接头。
一种强度钢板点焊接头及其制造方法

[发明专利]一种带有冷却系统的激光焊接装置及方法-CN201810936099.4有效
发明人： 杨上陆;王艳俊 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2018-08-16 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：本发明涉及一种带有冷却系统的激光焊接装置及方法，包含激光焊接系统，焊接系统对工件进行焊接以形成焊缝或焊点，还包括液体喷雾冷却系统，液体喷雾冷却系统具有一个或多个喷嘴，喷嘴设置于所述焊接系统的周边，并且喷嘴朝向所述焊缝或焊点处，液体喷雾冷却系统通过高压产生液体喷雾并经喷嘴喷出，以在焊前或焊接过程中对焊缝或焊点进行冷却。在本发明中，通过添加液体喷雾冷却系统，利用液体喷雾对焊接接头进行预冷或快速冷却，可以加快焊接接头的冷却速度，进而降低接头软化现象，提高焊接接头强度，并降低焊接接头的残余应力和残余变形，提高焊接质量。
一种带有冷却系统激光焊接装置方法

[发明专利]一种激光焊接方法-CN201910204959.X有效
发明人： 杨上陆;陶武 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2019-03-18 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光焊接方法，将多激光束激光能量作用于搭接材料组合表面，持续一段时间，使材料熔化，冷却凝固之后形成焊缝，实现材料连接；作用期间光束位置保持不变或在直径15毫米圆周范围内任意移动，获得大尺寸焊点，所形成焊缝形状包括圆形、椭圆形或弧形轮廓；光束数量变化范围为2到10，激光束光斑形状包括圆点、环形、多边形或短线形，聚焦光斑直径变化范围为0.05毫米到10毫米，激光功率变化范围为0.1千瓦到50千瓦，光束能量以连续或脉冲的形式输出，作用时间范围为0.1秒到10秒。
一种激光焊接方法

[发明专利]激光焊接包含表面氧化物涂层的轻金属工件的方法-CN201780086172.7有效
发明人：陶武;杨上陆;潘宇 -专利权人：通用汽车环球科技运作有限责任公司
申请日： 2017-02-09 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：一种将两个或更多个重叠的轻金属工件(12、14或12、150、14)激光焊接在一起的方法涉及沿着闭合曲线焊接路径(72)相对于工件叠层(10)的顶部表面(20)多次推进激光束(24)。与激光束(24)的这种推进相关联的传导热传递生长并发展更大的熔坑(76)，该熔坑穿透到工件叠层(10)中并与叠层(10)内建立的每个接合界面(34或160、162)相交。在停止激光束(24)的传输或者以其他方式从闭合曲线焊接路径(72)移除激光束(24)时，熔坑(76)凝固成由再凝固的复合工件材料(78)构成的激光焊接接头(66)。
激光焊接包含表面氧化物涂层轻金属工件方法

[发明专利]一种高强钢的激光焊接及热处理方法-CN202011216318.5在审
发明人：许伟;杨上陆;陶武 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2020-11-04 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：本发明公开一种高强钢的激光焊接及热处理方法。包括以下步骤：选择具有奥氏体稳定化元素的焊料作为填料；将两块高强钢板装夹固定在焊接工作台上，对待焊区实施激光焊接，同时向熔池进行输送填料；将焊后的钢板放置850～1100℃的加热炉中，保温2～30min，然后以任意冷却方式冷却至室温。热处理后的焊接接头的熔合区具有优良的力学性能的马氏体微观结构。
一种高强激光焊接热处理方法

[发明专利]高强度钢叠层激光点焊方法-CN202011008038.5在审
发明人： 杨上陆;陶武 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2020-09-23 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： B23K26/22 文献下载
摘要：一种高强度钢叠层激光点焊方法，步骤包括：将两件或者以上的钢工件叠加形成叠层组合，钢工件基体为QP钢、厚度小于3.0mm；在待焊位置周围设置吹气口，所述吹气口呈扁平状，吹气口出气方向与焊接表面大致平行，吹气口与焊接表面垂直距离在0～100mm之间，使用压缩空气气源，气体流量15～50L/min；使激光束沿着预设的扫描路径作用在叠层组合上表面，设置焊接参数使激光束不穿透叠层组合下表面，通过热传导实现底部工件熔化与连接，最终形成的点状焊缝具有如下特征：叠层组合下表面发生熔化区域的面积不超过叠层组合上表面熔化区域面积的70％。本发明能够提高激光能量利用率、保证焊接质量一致性，提升接头性能。
强度钢叠层激光点焊方法

[发明专利]一种由钢制的基体和预镀层构成的板材的激光焊接方法-CN201811496005.2有效
发明人： 杨上陆;王艳俊 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2018-12-07 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： B23K26/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种由钢制的基体和预镀层构成的板材的激光焊接方法，本发明首先采用预热热源对相邻板材对接处两侧的区域进行预热，使加热板材热影响区表面的预镀层熔化流动到预热后形成的热熔化区域附近，然后再对板材进行激光焊接，从而减少板材焊接后形成的焊缝表面的镀层量，使其远离焊缝，特别是热影响区，减少其在焊缝区的金属间化合物，提高了焊缝的强度。
一种钢制基体镀层构成板材激光焊接方法

[发明专利]一种电阻点焊异种金属的方法-CN201810936100.3有效
发明人： 杨上陆;王艳俊 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2018-08-16 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： B23K11/11 文献下载
摘要：一种电阻点焊异种金属的方法。本发明针对焊接熔点不同或强度不同的金属存在的问题，通过在高熔点工件表面设置凹陷结构，使得在进行电阻点焊时高熔点工件与低熔点工件接触面积不同，改变温度场与应力场的分布，使温度集中于低熔点工件与高熔点工件两侧，并驱使熔化的低熔点熔核向高熔点工件的凹陷处运动，从而减少熔点不同的金属焊接存在的气孔等缺陷。
一种电阻点焊金属方法

[发明专利]一种利用地外行星原位资源制备高强度复杂构件的高效3D打印装置和方法-CN202111422215.9在审
发明人： 杨上陆;白瑾瑜;王艳俊;林喆 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2021-11-26 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用地外行星原位资源制备复杂构件的高效率3D打印装置和方法，属于太空增材制造领域。方法包括多个步骤：首先提供由地外行星土壤颗粒及树脂粘结剂组成的混合物原材料，再提供第一激光束及第二激光束，利用第一激光束形成一大范围辐照区域并实施预热，利用第二激光束照射前述第一激光束辐照范围内一部分区域，使其熔化粘结形成结构；在整个过程，保持混合物原材料持续送进、第一激光束辐照、第二激光束的照射由一个总控制器控制，各个环节精密衔接，通过每一层的大范围预热、加热熔化、冷却凝固，层层堆叠的方式3D打印出高强度的复杂构件。由于有第一激光束对所述混合材料大范围的预热，可以使第二激光束熔化粘结所述材料时更快速，大幅提升3D打印效率。打印原材料利用地外行星环境的原位资源，适用于资源紧缺的地外行星制造以及未来地外行星基地的大型构件或承重结构的3D打印制造。
一种利用外行原位资源制备强度复杂构件高效打印装置方法

[发明专利]双光束激光扫描装置-CN202010673063.9在审
发明人：陶武;杨上陆 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所;上海中科神光光电产业有限公司
申请日： 2020-07-14 - 公布日： 2022-02-25 - 主分类号： B23K26/21 文献下载
摘要：一种双光束激光扫描装置，包括装置外壳、激光输入接口、准直模块、聚焦模块、振镜扫描模块和激光输出端口，其特点在于，所述的振镜扫描模块包括相互独立第一激光束振镜单元和第二激光束振镜单元，使用本发明双光激光扫描装置进行焊接时，第二激光束作用于第一激光束产生的熔池或者焊缝，对焊接区域进行表面平整处理或者加热处理，以改变熔池表面的波动状态和焊缝冷却的热历程，经过上述双光束扫描焊接之后的焊接接头在焊缝表面质量、接头力学性能等方面得到极大改善。
光束激光扫描装置

[发明专利]用于加工点焊电极的切削刀、刀具及方法-CN202010848483.6在审
发明人：王艳俊;杨上陆 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2020-08-21 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： B23B27/00 文献下载
摘要：一种用于加工点焊电极的切削刀，所述切削刀包括上下相对的第一切削槽和第二切削槽，其中每个切削槽具有切削表面；切削表面包括前刀面、后刀面、过渡切削面以及由过渡切削面与前刀面或后刀面相交而成的切削刃；所述过渡切削面为具有宽度B的平面或半径为R的圆弧面；切削刃直接对焊接电极进行切削，切削刃展开曲线以旋转中心轴与加工的焊接面尺寸形状相对应；所述切削刀片绕旋转中心轴进行旋转切削运动，所述第一切削槽和第二切削槽将伸入的焊接电极的焊接面修磨出特定的尺寸形状。本发明通过增加过渡切削面，可减小电极切削加工过程中的振动，减小摩擦、提升切削质量和延长刀具工作寿命，并能够适应各种尺寸形状的焊接面的加工要求。
用于加工点焊电极切削刀具方法

[发明专利]一种焊接电极的修磨刀片及修磨方法-CN202010744844.2在审
发明人：王艳俊;李铭锋;杨上陆 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所;上海中科神光光电产业有限公司
申请日： 2020-07-29 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： B23B27/00 文献下载
摘要：一种焊接电极的修磨刀片，具有以中央旋转中心轴为对称的结构，包括有前刀面、排屑面和上下相对的两切削槽；该切削槽包括有两切削面、两第三切削面、两切削刃以及一横刃，其中，两切削面具有向内倾斜的后角，两第三切削面具有向内的倾斜角，该两第三切削面分别连接有出屑槽，横刃连接于两切削刃之间，与旋转中心轴相交于该横刃的中点，两切削刃和横刃在切削槽内处于最凸出的位置，直接对焊接电极进行切削，其切削刃展开曲线以旋转中心轴为对称，与修磨的焊接面尺寸形状相对应；所述修磨刀片绕旋转中心轴进行顺时针旋转切削运动，所述切削槽将伸入的焊接电极的焊接面修磨出特定的尺寸形状。本发明优化了刀具的结构参数，达到了排屑顺畅、减小摩擦和振动、提升切削质量和延长刀具工作寿命的效果，能够适应各种尺寸形状的焊接面的修磨要求。
一种焊接电极磨刀方法

[发明专利]一种提高高强度钢搭接焊接头性能的方法-CN202010730408.X在审
发明人： 杨上陆;陶武 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2020-07-27 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： C21D9/50 文献下载
摘要：本发明属于高强度钢板焊接领域，公开了一种提高高强钢板搭接焊接头性能的方法，具体焊接方法为将两个工件搭接并实施激光焊接或者电阻点焊，所述两个工件至少一种为高强度钢，所述高强度钢基体组织含有奥氏体，所述高强度钢的厚度小于3.0mm，在所述工件完成焊接之后，对工件进行加热处理，加热温度为100‑300℃，加热时间为0.5分钟～60分钟。本发明焊接方法能够大幅提高接头强度和塑性。
一种提高强度钢搭接焊接性能方法

[实用新型]一种电阻点焊电极-CN202021558337.1有效
发明人： 杨上陆;王艳俊 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2020-07-31 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： B23K11/30 文献下载
摘要：本实用新型属于电阻点焊领域，公开了一种用于铝到铝，钢到钢以及铝到钢电阻点焊的电极。包括呈圆柱状的主体；位于所述主体上表面的焊接面；所述焊接面包括焊接侧面、外圆周焊接接触面及位于焊接面中心的凹槽，所述外圆周焊接接触面的曲率半径大于15mm，所述凹槽的深度为0.01‑1.5mm。
一种电阻点焊电极

[实用新型]一种铝钢异种金属的焊接接头-CN202121160537.6有效
发明人：李铭锋;杨上陆 -专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所
申请日： 2021-05-27 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： B23K28/02 文献下载
摘要：一种铝钢异种金属的焊接接头，通过改变铝钢异种金属的点焊缝的焊缝结构，在点焊缝内部的铝钢界面制造出钢凸结构，使钢凸结构由钢工件向铝工件方向凸起延伸而嵌入到铝工件中，同时对接头加热以获得冶金结合的铝钢界面，在焊接接头中的钢凸结构外围区域，采用熔化焊方法由钢工件向铝工件制造出环绕钢凸结构的环形焊缝，该环形焊缝一方面加强了点焊焊缝外围的连接强度，另一方面与钢凸结构相互配合形成独特的焊接接头结构。本实用新型通过了优化点焊缝的接头结构，进而提升铝钢异种金属点焊缝整体的力学性能。
一种铝钢异种金属焊接接头