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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]一种用于镁铝异种金属电弧增材的装置及方法-CN202310691894.2在审
发明人： 杨东青;彭勇;周威;董祚继;韦浩福;陈厚达 -专利权人：广东艾迪特智能科技有限公司
申请日： 2023-06-12 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于镁铝异种金属电弧增材的装置及方法，属于电弧增材领域。包括相互配合的TIG焊枪和MIG焊枪，MIG焊枪端部具有三个送丝机构，三个送丝机构中的焊丝依次排列在TIG焊枪和MIG焊枪之间。使用时，靠近TIG焊枪和MIG焊枪的焊丝接入焊接电源，中间的焊丝不接入焊接电源；MIG焊枪采用直流反接，TIG焊枪采用直流正接。调节TIG焊枪和MIG焊枪位置，使铝合金焊道位于铝基板上，镁合金焊道位于镁基板上，锌合金焊道位于铝合金焊道、镁合金焊道之间且位于镁基板上。本发明能够一次性完成镁铝异种金属接头的焊接，焊接效率高；能避免镁铝间金属间化合物的产生，同时抑制驼峰焊道形成，提高成形质量。
一种用于镁铝异种金属电弧装置方法

[发明专利]一种超低热输入的高氮钢电弧增材方法-CN202010668063.X有效
发明人：贺申;王克鸿;周琦;彭勇;杨东青 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-07-13 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种超低热输入的高氮钢电弧增材方法，具体包括以下步骤：将增材电压设置为基值电压、增材电流设置为基值电流，维持电弧稳定燃烧；使得丝材迅速熔化，熔滴迅速长大；维持熔滴稳定长大；使熔滴完成滴落；维持电弧稳定燃烧；重复步骤，直至增材结束。增材过程采用短暂的高电流和机械提拉促进熔滴过渡，增材过程中抑制高电流，在熔滴长大后，采用高的电流和机械提拉共同作用完成熔滴过渡。本发明与高电流脉冲增材射滴过渡相比，可以减少热输入，减少氮气逸出形成炸裂，保证熔滴过渡稳定；本发明与低电流脉冲增材短路过渡相比，可以增加热输入，解决熔敷金属铺展困难、易产生侧壁未熔合与根部未熔透等缺陷的问题。
一种低热输入高氮钢电弧方法

[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]一种电弧增材制造马氏体时效钢大型构件的设备及方法-CN202211722219.3在审
发明人：彭勇;杨纯攀;杨东青;李攀;黄勇;王磊;王克鸿;周琦 -专利权人：广东艾迪特智能科技有限公司
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明提供一种电弧增材制造马氏体构件大型构件的设备及方法。该设备包括：六轴机器人、焊枪、送丝系统、半封闭隔热装置、感应加热装置、测温装置和计算机控制系统。该设备结构简单，适用于大型构件的增材制造。其方法是利用电弧增材过程中的热能，辅以感应加热系统对马氏体时效钢构件进行实时热处理。一方面，通过测量构件温度，实时控制温度，起到减小成分偏析和减少开裂的目的；另一方面，采用感应加热，实现热处理，达到促进第二相析出的目的，提高效率。本发明有效解决了传统电弧增材制造过程中马氏体时效钢构件的溶质偏析，开裂，力学性能不足，需要后续热处理的问题。充分利用增材过程的热量，实现热处理的目的，减少了工序，节省了成本。
一种电弧制造马氏体时效大型构件设备方法

[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]一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法-CN201910803997.7有效
发明人： 杨东青;王奕楷;王小伟;李晓鹏;金鸣;章金平;魏姗姗 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2019-08-28 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法。该方法使用增材系统按设定参数进行堆积增材；扫描机器人对冷却成形的表面进行扫描，提取表面信息；运用最小二乘法对表面点云数据进行平面拟合，计算所有点到拟合平面的均方根偏差Sq和轮廓偏斜度绝对值|Ssk|，从而评价表面质量好坏；根据评价结果自动进行对应的搭接率D调整，再使用新设定参数重新堆积、评价，直至满足要求。本发明所提出的基于电弧增材表面质量评价的搭接率优化方法可提高增材堆积层表面的评价效率和精确度，快速优化搭接率，提高增材表面质量。
一种基于电弧表面质量评价搭接率优化方法

[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]一种等离子电弧与激光复合热源实现超宽超薄焊道的增材制造方法-CN202211297786.9在审
发明人：郭顺;卢军勇;周琦;王克鸿;彭勇;张欢;李一男;李友坤;顾介仁;刘捷;杨东青;冯曰海;黄勇;王磊 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-10-22 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： B23K26/348 文献下载
摘要：本发明为一种等离子电弧与激光复合热源实现超宽超薄焊道的增材方法，该方法具体步骤如下：步骤1：调整电弧焊枪和激光出射头的相对位置，并设定电弧与激光的协同工作模式，在熔池后方附加两道对称的分时扫描激光热源。步骤2：调试好设备的电流电压，选定电弧功率、气体种类和气流量、送丝速度以及焊接速度参数；步骤3：选用合适的基板，并用砂轮机对基板表面进行打磨。然后给基板进行预热，使基板温度达到预定的温度；步骤4：启动制造程序，激光器工作出射激光束，同时引电弧开始工作至成形制造完成。本发明利用电弧和激光扫描两种不同的热源，引入两道对称激光作用于熔池尾部可以拓宽焊道，以及降低焊道余高，使得焊道成形质量更高。
一种等离子电弧激光复合热源实现超薄制造方法

[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

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