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[发明专利]一种施加预应力的装置-CN201610835888.X有效
发明人： 陈树君;李德保;蒋凡;苏珊 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-09-20 - 公布日： 2018-10-12 - 主分类号： B23K31/00 文献下载
摘要：本发明公开一种施加预应力的装置，包括：上压环模具、下顶环模具、法兰盘支撑环、法兰盘上压盘、测力机构，其中，上压环模具安装于转接环上，转接环安装于工作平台上，所述机构的下顶环模具安装于导向定位轴外轴上，法兰盘支撑盘内嵌于下顶环模具并安装于导向定位轴的内轴上，法兰盘上压盘通过固定螺栓压紧法兰。预应力上压环模具与下顶环模具压紧要焊接法兰的壳体；由液压缸向上推动导向定位轴上升使下顶模具在壳体上顶出一定的变形；测力机构安装于液压缸下部以测量并显示所施加的压力。采用本发明的技术方案，可以实现在焊接前在焊缝周边施加一定的预应力变形，以抵消在焊接过程中产生的焊接应力与变形。
一种施加预应力装置

[发明专利]一种多机器人协作增等减材复合加工装置及工艺方法-CN201810319102.8在审
发明人：田宏宇;李方;陈树君;余旭;刘峰 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-11 - 公布日： 2018-09-28 - 主分类号： B23P23/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种多机器人协作增等减材复合加工装置及工艺方法。复合加工装置包括三台独立的携带不同功能末端操作器的工业机器人，以及具有两个及以上自由度的机器人变位机及工作台。本发明将被加工零件建模形成三维数据，在程序控制下生成片层所需的STL文件；由焊机产生的电弧为热源，通过焊丝的添加，根据三维数字模型由线‑面‑体逐渐成形出金属零件的制造工艺。通过对焊接工艺参数的调控，形成构件截面不同的高度和铺展厚度。本发明结构紧凑，加工范围宽，产品柔性高；有沉积效率高，材料利用率高，整体制造周期短、成本低，对零件尺寸限制少，易于修复零件等优点，具有原位复合制造及成形大尺寸零件的能力，达到零件一体化近净成型的目的。
复合加工装置多机器人成形电弧焊丝焊接工艺参数三维数字模型被加工零件材料利用率大尺寸零件工业机器人产品柔性沉积效率程序控制尺寸限制功能末端金属零件近净成型三维数据形成构件修复零件原位复合整体制造制造工艺焊机变位机操作器热源工作台协作建模铺展机器人一体化携带调控加工制造

[发明专利]一种基于超声搅拌的电弧焊缝晶粒细化设备及其方法-CN201810352495.2在审
发明人：袁涛;龚文韬;陈树君 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-04-19 - 公布日： 2018-09-14 - 主分类号： B23K28/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于超声搅拌的晶粒细化设备及其方法，包括：待焊板件、焊枪、焊机、超声波发生器、超声波探针、石墨纤维片，将一根超声波探针直接插入焊接熔池并且在电弧后面预设距离的位置进行超声搅拌。采用本发明的技术方案，待焊板件可以固定在夹具上以防止焊接变形，而且超声波探针在焊接熔池内的位置可以根据需要进行调整，对超声波探针长度、超声探针与焊枪的距离、超声的振幅进行了合理地设计，使焊缝区细化的晶粒覆盖率达到最高，提升电弧焊的焊接质量。
超声波探针超声搅拌晶粒细化设备焊枪电弧焊焊板电弧夹具超声波发生器插入焊接超声探针焊接变形焊接熔池石墨纤维预设距离晶粒焊机焊缝区超声熔池细化焊接覆盖率

[发明专利]一种扫掠式电弧特性检测装置及方法-CN201610600145.4有效
发明人：蒋凡;张瑞英;陈树君;郝键;贺赞 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-07-26 - 公布日： 2018-09-04 - 主分类号： G01R31/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种扫掠式电弧特性检测装置及方法，具体应用于非熔化极焊接，属于电弧测试技术领域。本装置包括冷却回路、探针运动机构、有源探针系统、焊枪调节机构等，其中探针运动机构分为旋转式和平移式。探针在持续旋转或平移扫掠过电弧空间时，对两探针间的电压同步采集，对于探针不同水平间距、不同垂直间距及距工件不同高度时的电压进行采集，对采集数据进行处理计算，做出电弧特性曲线。本发明的优点在于检测方便，能够进行电弧特性的检测；检测装置使用可靠，结构简单，成本低。
一种扫掠式电弧特性检测装置方法

[发明专利]闭链串联全向定点操纵机构-CN201610811779.4有效
发明人： 陈树君;白立来;卢振洋;夏齐霄 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-09-09 - 公布日： 2018-08-28 - 主分类号： F16H21/48 文献下载
摘要：闭链串联全向定点操纵机构，属于机械领域。在机器人工作的生产线上，执行机构需要调整位置和姿态，以适应不同的需求。本机构在工作时，机座一、底座二和底座三均固定不动；平面A可绕轴线转动，而平面B可绕另一轴线转动。执行杆的运动区域为以b为圆心的圆球。因此执行杆可以以任意方向指向b点。本机构满足执行机构夹持的工具以各种方向和角度达到所需的工作点位置，并且在工具调整角度时，工具端点不会脱离工作位置。
串联全向定点操纵机构

[发明专利]一种姿态调整机构-CN201610811030.X有效
发明人： 陈树君;卢振洋;白立来;夏齐霄 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-09-09 - 公布日： 2018-08-07 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：一种姿态调整机构，其特征在于：底座一、底座二和底座三固定不动；驱动杆一安装在底座一上，驱动杆一绕其自身轴线cd转动；驱动杆二的一端与驱动杆一以第六转动副相联接；驱动杆二的另一端以第二转动副与连杆一的一端相联接；当驱动杆一和驱动杆二同时转动时，执行杆将叠加为以b点为圆心的球形运动，所以执行杆可以以任意方向和角度指向b点。本发明提出一种基于两自由度的空间串联机构，满足机构前端的执行器以各种方向和角度达到所需的工作位置，并且在执行器调整角度时，工具前端不会脱离工作位置。
驱动杆底座转动姿态调整机构联接脱离工作位置圆心串联机构固定不动两自由度球形运动自身轴线叠加指向

[发明专利]一种受控电流驱动的载流静轴肩搅拌摩擦焊方法-CN201610656625.2有效
发明人：蒋凡;李晓旭;陈树君;蒋晓青;徐斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-08-11 - 公布日： 2018-06-29 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开一种受控电流驱动的载流静轴肩搅拌摩擦焊方法，焊接过程中，通过控制开关选择电路连接方式，控制开关与搅拌针导通，随着搅拌针压入母材，绝缘静轴肩下表面与焊接母材的上表面接触，外接电源正极的电流可通过导电滑环的定子导线、导电滑环、搅拌针内部电极、静轴肩电极、高频切换器、母材、电源形成闭合回路；电流通过焊接母材时，使此种焊接在搅拌针的摩擦热、焊接母材电阻热以及电流驱动下共同作用下完成焊接。采用本发明的技术方案，避免了传统高强度金属焊接时焊接裂纹、气孔等缺陷的产生，降低材料的变形抗力、提高材料的塑性。
搅拌针静轴电流驱动焊接母材焊接搅拌摩擦焊导电滑环母材受控载流正极高频切换器高强度金属闭合回路变形抗力电流通过定子导线焊接过程焊接裂纹连接方式内部电极外接电源选择电路电阻热摩擦热上表面下表面电极导通绝缘压入电源

[发明专利]空间姿态调整机构-CN201610811105.4有效
发明人： 陈树君;卢振洋;白立来;夏齐霄 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-09-09 - 公布日： 2018-06-01 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：空间姿态调整机构，属于机械领域。机构在工作时，底座一、底座二和底座三均固定不动；因此，当驱动杆二固定不动，而驱动杆一运动时平面A将绕轴线转动，执行杆将在平面B内绕b点旋转；当驱动杆一和驱动杆二同时转动时，执行杆将叠加为以b点为圆心的球形运动，本机构是一种基于2自由度的空间串联机构，满足机构前端的执行器以各种方向和角度达到所需的工作位置，并且在执行器调整角度时，工具前端不会脱离工作位置。
驱动杆底座固定不动转动空间姿态调整脱离工作位置姿态调整机构圆心串联机构机构空间机械领域球形运动绕轴线叠加

[发明专利]双中心负压电弧填丝焊接方法-CN201610019199.1有效
发明人： 陈树君;徐斌;蒋凡;张瑞英;李晓旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-01-12 - 公布日： 2018-05-25 - 主分类号： B23K9/167 文献下载
摘要：双中心负压电弧填丝焊接方法，属于焊接方法领域。设置两个相同的空心管状阴极，分别将两套焊接电源及控制系统与之相连。利用抽气装置将电弧中心区气体抽离，使此区域压强降低，从电弧中心区到电弧外的气体存在一定的压力差，在大气压的作用下，使两电弧同时被压缩，形成高能量密度的拘束电弧。焊丝从两电极中间垂直送入，吸收电弧热量熔化形成熔滴，过渡到熔池。该焊接方法增加了电流承载能力，提高焊接速度。形成的高能量密度电弧增加了对工件的穿透能力，减弱了两电弧的相互干扰作用，抽气会抽离部分电弧热量，减小热影响区范围，改善焊接变形。在两电极之间填入焊丝可以平衡两电弧的干扰作用，弥补高能束焊接带来的咬边、熔池下榻等焊接缺陷。
电弧焊接焊丝电弧热量电弧中心填丝焊接高能量电极负压熔池电流承载能力空心管状阴极熔化高能束焊接抽气装置穿透能力焊接变形焊接电源焊接缺陷控制系统气体抽离热影响区压强降低拘束压力差抽离抽气减小两套熔滴填入咬边送入垂直压缩平衡吸收

[发明专利]一种用于高强度金属的载流静轴肩搅拌摩擦焊方法及设备-CN201610569115.1有效
发明人： 陈树君;李晓旭;蒋凡;蒋晓青;白立来;张瑞英 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-07-19 - 公布日： 2018-05-25 - 主分类号： B23K20/12 文献下载
摘要：本发明公开一种用于高强度金属的载流静轴肩搅拌摩擦焊方法，在焊接过程中，固定在搅拌针外罩的导电滑环的定子导线与电源一端相连，在搅拌针周围特定位置固定导电滑环的转子，转子与搅拌针内部电极以点接触方式导通，电极、导电滑环的转子与搅拌针之间均设有绝缘层，静轴肩与外接电源的另一端相连。本发明还提供一种载流静轴肩搅拌摩擦焊设备包括：搅拌针夹头、转动轴、搅拌针外罩、外接电源、静轴肩、搅拌针、电极以及导电滑环。采用本发明的技术方案，避免了传统高强度金属焊接时焊接裂纹、气孔等缺陷的产生，降低材料的变形抗力、提高材料的塑性，使晶粒细化，降低了搅拌针在焊接过程中的磨损，有效的提高了焊接质量与工作效率。
搅拌针静轴导电滑环高强度金属转子载流搅拌摩擦焊焊接过程外接电源电极外罩焊接绝缘层搅拌摩擦焊设备点接触方式变形抗力定子导线工作效率焊接裂纹晶粒细化内部电极转动轴导通夹头磨损电源

[发明专利]一种对进式电弧特性检测装置及方法-CN201610600142.0有效
发明人： 陈树君;张瑞英;蒋凡;贺赞;吴朝阳;李元锋 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-07-26 - 公布日： 2018-02-23 - 主分类号： B23K9/095 文献下载
摘要：本发明公开了一种对进式电弧特性检测装置及方法，具体应用于非熔化极焊接，属于电弧测试技术领域。本装置包括探针运动机构、有源探针系统、焊枪调节机构、冷却回路等，其中探针运动机构为对进式。探针在往复的相向进入和相背离开电弧空间时，对两探针间的电压信号变化进行采集，实现对不同探针间距、探针不同高度、探针不同高度差及不同工艺参数时电压信号的采集对采集数据进行处理计算，做出电弧特性曲线。本发明的优点在于检测装置结构简单，成本低；检测方便，能够对电弧这一载流等离子体的特性进行检测。
一种电弧特性检测装置方法

[发明专利]一种基于对小孔形貌控制的变极性等离子焊接质量控制方法和装置-CN201710982405.3在审
发明人： 陈树君;闫朝阳;蒋凡;徐斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-10-20 - 公布日： 2018-01-09 - 主分类号： B23K10/02 文献下载
摘要：本发明公开一种基于对小孔形貌控制的变极性等离子焊接质量控制方法和装置，在焊接过程中，在工件背部加上一套视觉传感系统，跟随等离子焊枪同步移动，保证焊枪与高速摄像在同一条轴线；同时用数据采集卡采集焊接过程中的电流电压，实时采集焊接数据，动态分析，且实时调整焊接过程参数的穿孔等离子焊接质量控制。
一种基于小孔形貌控制极性等离子焊接质量方法装置

[发明专利]熔化极环状负压电弧焊接方法-CN201610018258.3有效
发明人：蒋凡;徐斌;陈树君;张瑞英;李晓旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-01-12 - 公布日： 2017-12-15 - 主分类号： B23K9/173 文献下载
摘要：熔化极环状负压电弧焊接方法，属于焊接方法领域。通过抽气装置，使环状电极内腔形成负压状态，并将负压区域传递到电弧中心区，在电弧的径向上形成一定的压力差值，通过大气压的作用，使电弧产生拘束效果，形成高能量密度的拘束电弧。通过调节电弧中心处压强的大小，可以调节电弧的拘束度、能量密度和电弧电压的大小，从而实现对焊接热输入和焊缝成形的良好控制。另外，利用送丝装置将焊丝通过环状电极内腔垂直送入环状电极与工件间形成的电弧区域，使焊丝与工件连接成回路并形成第二个电弧，实现熔化极环状负压的双弧焊接。该焊接方法不仅结合了非熔化极电弧的良好稳定性和等离子弧的高能量密度，而且将熔化极焊接耦合进这一焊接过程。
熔化环状压电焊接方法

[发明专利]一种空心阴极环状负压电弧焊接方法-CN201610018268.7有效
发明人：蒋凡;徐斌;白立来;陈树君;张瑞英;李晓旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-01-12 - 公布日： 2017-12-08 - 主分类号： B23K9/167 文献下载
摘要：一种空心阴极环状负压电弧焊接方法，属于焊接方法领域。通过抽气装置，使环状电极内腔形成负压状态，并将负压区域传递到电弧中心区，在电弧的径向上形成一定的压力差值，通过大气压的作用，使电弧产生拘束效果，形成高能量密度的拘束电弧。同时在环状电极中间设置空心钨极，通过送气装置，将气体吹入空心钨极空腔内，利用气体的吹力使空心钨极与工件之间的电弧向周围扩散，形成一个发散的电弧，在向内部吹入的气体压力与外部大气压力的共同作用下，会使上述两电弧形成一个刚性较大的耦合电弧。该电弧具有较高的能量密度，指向性好，穿透能力大，可以用于焊接较厚的材料，提高了焊接效率。拥有良好的稳定性，电弧的拘束程度及刚性可控可调。
一种空心阴极环状压电焊接方法

[发明专利]双空心阴极摆动电弧焊接方法-CN201610018676.2有效
发明人： 陈树君;徐斌;蒋凡;张瑞英;李晓旭 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-01-12 - 公布日： 2017-11-24 - 主分类号： B23K9/00 文献下载
摘要：双空心阴极摆动电弧焊接方法，属于焊接方法领域。设置两个相同的空心管状阴极，分别将两套焊接电源和抽气装置与之相连。利用抽气装置，使其中一个管状阴极空心腔内及电弧中心区形成负压状态，在大气压力的作用下，形成拘束态电弧，而另一电弧处于自由状态，持续一定时间后，使拘束态电弧恢复成自由态，而另一电弧成为拘束态，随后如此往复进行，使两电弧一直处于自由态和拘束态并存的形式。焊丝从两电极中间送入，在交替出现自由态和拘束态的情况下，熔滴往复摆动。该方法提高焊接速度，增加电流承载能力，减小焊接变形，对熔池产生一种震荡搅动作用，防止粗大晶粒的产生，提高焊缝质量。减少电弧对工件的热量输入，减小热影响区范围。
空心阴极摆动电弧焊接方法