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等离子弧焊梯度材料增材制造微观组织和性能研究
1
作者 陈正宇 范谨锐 +2 位作者 蔡易高 黄楚岚 武威 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期205-213,共9页
目的研究等离子弧焊工艺增材制造SS 316L不锈钢和Inconel 625镍基合金梯度材料的微观组织和力学性能。方法采用非同轴送丝的等离子弧焊的方式分别制备了采用梯度过渡和没有采用梯度过渡的SS 316L不锈钢与Inconel 625镍基合金电弧增材制... 目的研究等离子弧焊工艺增材制造SS 316L不锈钢和Inconel 625镍基合金梯度材料的微观组织和力学性能。方法采用非同轴送丝的等离子弧焊的方式分别制备了采用梯度过渡和没有采用梯度过渡的SS 316L不锈钢与Inconel 625镍基合金电弧增材制造样件,在将实验数据线性归一化后,研究了2种样件在不同位置、不同方向的微观组织与力学性能。结果随层数的增多,采用了梯度过渡的样件底部各层热输入逐层减小,底部增材制造过程更稳定,而没有采用梯度过渡的样件在2种金属的连接区域粗糙度较大且层间成形不均匀。2种样件的显微硬度随层高的增加呈上升趋势,其中在30%(体积分数,下同)Inconel 625/70%SS 316L到20%Inconel 625/80%SS 316L的特定过渡区中梯度过渡样件显微硬度突然下降,因为该区域有Mo、Nb元素明显偏析,因此判断产生了Laves相。结论通过等离子弧焊工艺可得到薄而均匀的SS 316L不锈钢与Inconel 625镍基合金电弧增材制造样件,梯度过渡材料具有较多的柱状枝晶和较少的等轴枝晶,且晶区结构更加均匀,导致显微硬度值增加,进而提升了产品的性能。因此采用梯度过渡材料同时避免特定过渡区(30%Inconel 625/70%SS 316L到20%Inconel 625/80%SS 316L)能有效提高此工艺的产品性能。 展开更多
关键词 梯度材料 等离子弧 316L不锈钢 Inconel 625镍基合金 力学性能 微观组织
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面向球形金属粉末制备的电弧熔融等离子体雾化装置的设计
2
作者 肖瑜 余德平 +2 位作者 范颖 屈鋆 贺裕鹏 《机械》 2024年第3期25-31,共7页
金属增材制造用高性能球形金属粉末的主流制备方法是雾化法,其中等离子体雾化法所制备粉末的性能相对更加优异,但其出粉速率较低。针对这一难题,将等离子体雾化法和丝材电弧喷涂技术结合,开发出了一套新型的电弧熔融等离子体雾化装置,... 金属增材制造用高性能球形金属粉末的主流制备方法是雾化法,其中等离子体雾化法所制备粉末的性能相对更加优异,但其出粉速率较低。针对这一难题,将等离子体雾化法和丝材电弧喷涂技术结合,开发出了一套新型的电弧熔融等离子体雾化装置,旨在保留等离子体雾化法优势的基础上,提高出粉速率。之后开展了等离子体炬发生器性能测试实验,以及304不锈钢和纯钛丝材的雾化实验。实验结果表明,电弧熔融等离子体雾化法利用高温高速的等离子体炬对金属熔融液进行破碎,保证了粉末颗粒的过热度,使其有充分的球化和凝固时间。从粉末性能和出粉速率两方面对比分析了本技术和国外专利技术,证实了在粉末性能相同的前提下,本技术的出粉速率是国外专利技术的2~7倍。 展开更多
关键词 增材制造 金属粉末 等离子体 雾化制粉 丝材电弧
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铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理 被引量：19
3
作者 韩永全 陈树君 殷树言 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期35-37,42,共4页
从铝合金变极性等离子焊接电弧物理特性出发,研究了铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理,分析了焊接参数对电弧热的影响规律。通过理论分析和试验研究,发现铝合金变极性等离子弧焊接时不对称电极特性对正、反极性期间电弧的产热具有很... 从铝合金变极性等离子焊接电弧物理特性出发,研究了铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理,分析了焊接参数对电弧热的影响规律。通过理论分析和试验研究,发现铝合金变极性等离子弧焊接时不对称电极特性对正、反极性期间电弧的产热具有很大的影响。反极性期间由于铝合金作为阴极,阴极压降大电弧产热量也增大。在变极性等离子弧焊接时正、反极性期间的焊接电流和持续时间等参数不同也是造成正、反极性等离子电弧产热不同的重要原因。 展开更多
关键词 变极性等离子电弧 电特性 铝合金
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铝合金等离子弧焊穿孔熔池正面图象检测与处理 被引量：15
4
作者 王慧钧 王其隆 刘中华 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 1998年第3期92-96,共5页
研制了一套窄带复合滤光图象传感系统，从铝合金等离子弧焊焊接工件正面检测到部分小孔溶池的清晰图象。采用Ｇａｕｓ滤波，Ｐｒｅｗｉｔ边缘检测和图象错位边缘检测等方法准确提取出可视小孔熔池的小孔宽度和面积等几何信息。
关键词 等离子弧焊 穿孔熔池 图象处理 铝合金
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变极性等离子电弧力学行为研究 被引量：7
5
作者 韩永全 吕耀辉 +2 位作者 陈树君 殷树言 阎宏亮 《电焊机》 2005年第2期54-57,共4页
研究了变极性等离子弧焊接工艺参数对变极性等离子电弧力的影响规律,提出了变极性等离子电弧的力学特性,它是变极性等离子电弧的重要特性之一,试验结果对中厚板铝合金变极性等离子弧焊接工艺稳定性以及焊接过程控制有重要的指导意义。
关键词 变极性等离子弧 电孤力 焊接工艺参数
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全数字机器人VPPA焊接电源 被引量：7
6
作者 王振民 张福彪 +1 位作者 王鹏飞 张芩 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期5-8,30,共5页
为提高铝合金机器人VPPA(变极性等离子弧)焊接过程的稳定性,研制了一台600 A级基于ARM(advanced RISC machines)的全数字机器人VPPA焊接电源.主电路采用双逆变拓扑结构,初级逆变电路采用全桥拓扑,次级逆变电路采用双半桥并联拓扑;以基于... 为提高铝合金机器人VPPA(变极性等离子弧)焊接过程的稳定性,研制了一台600 A级基于ARM(advanced RISC machines)的全数字机器人VPPA焊接电源.主电路采用双逆变拓扑结构,初级逆变电路采用全桥拓扑,次级逆变电路采用双半桥并联拓扑;以基于Cortex-M4内核的STM32F405RGT6 ARM微处理器为主控芯片,植入FreeRTOS嵌入式实时操作系统,设计了机器人VPPA焊接过程数字化控制系统;采用自适应模糊免疫PID控制算法实现电流闭环控制,获得了稳定的电流输出波形;设计了基于ARM的数字面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的机器人VPPA焊接电源动态调节性能优良,焊接过程稳定可靠,焊缝成形良好. 展开更多
关键词 变极性焊接 等离子弧 数字化 模糊免疫控制
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铝合金变极性等离子焊接电源的模块化设计 被引量：5
7
作者 韩永全 吕耀辉 +2 位作者 陈树君 殷树言 阎宏亮 《电焊机》 2005年第8期54-56,共3页
变极性等离子弧穿孔焊技术广泛应用于厚板铝合金构件的焊接。介绍了模块式铝合金变极性等离子焊接电源的构成、功能及特点。采用该电源对6～8mm厚铝合金试件进行了穿孔立焊工艺实验,结果表明:所设计的电源可靠性好、稳定性高,试件焊缝... 变极性等离子弧穿孔焊技术广泛应用于厚板铝合金构件的焊接。介绍了模块式铝合金变极性等离子焊接电源的构成、功能及特点。采用该电源对6～8mm厚铝合金试件进行了穿孔立焊工艺实验,结果表明:所设计的电源可靠性好、稳定性高,试件焊缝成形良好。 展开更多
关键词 铝合套 变极性等离子弧焊接 单片机
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变极性穿孔等离子弧焊接系统的研制 被引量：5
8
作者 吕耀辉 殷树言 +1 位作者 陈树君 韩永全 《电焊机》 2003年第5期29-31,共3页
介绍了铝合金变极性穿孔等离子弧焊接控制系统,利用80C196单片机作为控制系统的核心,研制了包括变极性电源、步进电机控制系统等部分在内的变极性焊接系统。该系统主要应用于铝合金变极性穿孔等离子弧焊接工艺。
关键词 变极性等离子焊接 步进电机 单片机
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镍板拼接等离子弧焊控制系统的研制 被引量：7
9
作者 肖军 陈克选 柴廷玺 《电焊机》 北大核心 2013年第9期25-27,共3页
研制了以欧姆龙CP1H PLC为控制核心的等离子弧焊设备。该设备用于6 mm厚镍板焊接工艺实验,其组成有焊接电源、气路、水路、控制柜、机械装置、焊枪、小车等。实验表明,研制的等离子弧焊控制系统能够实现对镍板单面焊双面成形的自动控制。
关键词 镍板拼接 等离子弧焊 PLC控制系统
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拉长电弧的等离子喷枪设计与弧压测试 被引量：2
10
作者 周律 李京龙 +1 位作者 杨思乾 陈善本 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1751-1754,共4页
针对在普通等离子喷涂的生产中,喷涂的涂层可靠性和重复性差等缺点,设计了拉长电弧的等离子喷枪.该喷枪能够提高电弧电压并减小电弧电压波动.提出了一种拉长电弧的实用喷枪结构,成功地解决了统一水冷的两喷嘴间的绝缘密封及连接问题.对... 针对在普通等离子喷涂的生产中,喷涂的涂层可靠性和重复性差等缺点,设计了拉长电弧的等离子喷枪.该喷枪能够提高电弧电压并减小电弧电压波动.提出了一种拉长电弧的实用喷枪结构,成功地解决了统一水冷的两喷嘴间的绝缘密封及连接问题.对喷枪测试的结果表明,喷枪的电弧电压波动幅值小.对电弧电压波形的傅里叶变换表明,电源引起的波动是这种喷枪电弧电压波动的主要因素,而喷枪电弧阳极斑点游动引起的波动很小. 展开更多
关键词 等离子喷枪 拉长电弧 电弧电压波动 弧电压 测试
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大功率超音速等离子弧喷枪的研制 被引量：4
11
作者 李春旭 陈克选 +1 位作者 张瑞华 王希靖 《焊接》 2001年第11期24-27,共4页
提出了大功率超音速等离子弧喷枪的设计原则和要求 ,经多次试验、改进 ,设计出双水内冷、双气路、双喷嘴的喷枪 ,其设计巧妙、结构合理、性能优良 。
关键词 等离子弧喷涂 喷枪 设计 结构 超音速 研制
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PAW视觉传感焊缝跟踪检测系统的设计与实现 被引量：2
12
作者 葛景国 何德孚 +2 位作者 倪纯珍 陈立功 刘义彬 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1529-1531,1539,共4页
采用低成本电荷耦合器件制作了焊接过程视觉传感器,实现了一种等离子弧焊焊缝实时跟踪系统.从PAW熔池后方拍摄获取图像,识别出了熔池图像最亮点,以它作为熔池中心得到了焊缝偏差的实时检测曲线.采取双缓冲图像采集和多线程程序设计方法... 采用低成本电荷耦合器件制作了焊接过程视觉传感器,实现了一种等离子弧焊焊缝实时跟踪系统.从PAW熔池后方拍摄获取图像,识别出了熔池图像最亮点,以它作为熔池中心得到了焊缝偏差的实时检测曲线.采取双缓冲图像采集和多线程程序设计方法,设计了相应的实时控制软件,其检测周期可达43ms,较好地满足了焊缝跟踪的实时性要求.通过分析,找出了系统的瓶颈,并指出该系统实现更高性能的途径在于采用高速摄像头和高速采集卡. 展开更多
关键词 等离子弧焊接 视觉传感 焊缝跟踪
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具有不同通道变极性等离子弧焊设备研制 被引量：7
13
作者 陈克选 王雅生 《甘肃工业大学学报》 CAS 1999年第2期13-16,共4页
研制了一种具有不同通道的新型变极性等离子弧焊设备．采用双电源对主弧正负半波供电，在负半波以水冷铜喷嘴代替钨电极作阳极，既避免了主、维弧相互干涉现象，又降低了钨电极的烧损，使电弧和焊接过程稳定性提高．此外，电流频率、正... 研制了一种具有不同通道的新型变极性等离子弧焊设备．采用双电源对主弧正负半波供电，在负半波以水冷铜喷嘴代替钨电极作阳极，既避免了主、维弧相互干涉现象，又降低了钨电极的烧损，使电弧和焊接过程稳定性提高．此外，电流频率、正负半波幅值和导通比的独立可调，能满足铝合金焊接时对金属熔化和阴极清理的不同需要． 展开更多
关键词 铝合金 变极性 电弧干涉 等离子弧焊设备
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PLC应用于三偏心蝶阀等离子喷焊系统的设计 被引量：2
14
作者 焦雷 李春旭 +1 位作者 陈克选 李惠 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第7期59-61,共3页
三偏心蝶阀等离子喷焊不仅工艺过程复杂,并且涉及到单片机80C196KC为核心的跟踪系统,因此对控制系统的可靠性要求很高。采用可编程控制器(PLC)控制有助于提高三偏心蝶阀喷焊质量与系统稳定性。文中介绍了三偏心蝶阀及其等离子喷焊过程... 三偏心蝶阀等离子喷焊不仅工艺过程复杂,并且涉及到单片机80C196KC为核心的跟踪系统,因此对控制系统的可靠性要求很高。采用可编程控制器(PLC)控制有助于提高三偏心蝶阀喷焊质量与系统稳定性。文中介绍了三偏心蝶阀及其等离子喷焊过程控制的要求、PLC的硬件系统设计与喷焊工艺软件程序设计。 展开更多
关键词 可编程控制器 单片机 等离子喷焊 三偏心蝶阀
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变极性等离子弧焊电源的研制 被引量：2
15
作者 李春旭 佘青山 陈克选 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第1期22-24,共3页
根据铝合金焊接的要求和逆变电源的发展趋势提出了变极性等离子焊接电源主电路、控制系统和控制软件的设计方案.采用单片机80C196KC作为控制系统的核心,主电路采用全桥双逆变结构,功率开关器件为绝缘栅双极晶体管IGBT.采用PI算法实现了... 根据铝合金焊接的要求和逆变电源的发展趋势提出了变极性等离子焊接电源主电路、控制系统和控制软件的设计方案.采用单片机80C196KC作为控制系统的核心,主电路采用全桥双逆变结构,功率开关器件为绝缘栅双极晶体管IGBT.采用PI算法实现了恒流外特性,变极性等离子焊接电源获得的电流频率、电流幅值和正负半波导通比均可以独立调节不对称方波.试验表明,变极性等离子焊接电源控制系统运行稳定、可靠. 展开更多
关键词 变极性等离子弧焊 电源 PI控制 单片机 双逆变技术
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等离子弧焊机PLC系统的研制 被引量：3
16
作者 韩俭 胡绳荪 +1 位作者 韩敬华 傅育文 《电焊机》 2004年第8期42-44,共3页
自行设计了1台等离子弧焊机,并以FXON-24型号的PLC穴可编程控制器雪为控制核心,设计了该焊机的自动控制系统。介绍了该焊机PLC控制系统的控制要求、I/O口分配以及其所完成的焊接时序等,并阐述了PLC建立起等离子弧的过程。实验证明,该PL... 自行设计了1台等离子弧焊机,并以FXON-24型号的PLC穴可编程控制器雪为控制核心,设计了该焊机的自动控制系统。介绍了该焊机PLC控制系统的控制要求、I/O口分配以及其所完成的焊接时序等,并阐述了PLC建立起等离子弧的过程。实验证明,该PLC控制焊机能满足等离子弧自动焊接的要求。 展开更多
关键词 等离子弧焊接 焊机 PLC
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等离子弧焊自动控制器的研究 被引量：2
17
作者 白钢 杨思乾 +1 位作者 朱余荣 杨金孝 《电焊机》 1996年第3期14-20,共7页
本文介绍了一种小孔法等离子弧焊双参数微机控制器。它以小孔电压作为检测对象，以焊接电流和焊接速度作为被控对象，采用微机进行实时控制，具有灵敏度高、灵活性好、结构简单、与焊机控制部分联机自动化程度高、操作方便等优点。工艺... 本文介绍了一种小孔法等离子弧焊双参数微机控制器。它以小孔电压作为检测对象，以焊接电流和焊接速度作为被控对象，采用微机进行实时控制，具有灵敏度高、灵活性好、结构简单、与焊机控制部分联机自动化程度高、操作方便等优点。工艺考核表明：控制系统允许焊接规范参数有较大的波动范围，并能降低对工件装配质量的要求。 展开更多
关键词 等离子弧焊 实时控制 微机 控制器
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基于软PLC的变极性等离子弧焊接控制系统 被引量：2
18
作者 陈树君 雷彧 +2 位作者 卢振洋 白立来 张浩 《焊接》 北大核心 2017年第7期9-12,69,共5页
软PLC技术是近些年发展起来的一种新型控制技术,它是基于PC机的,因其强大的网络通讯能力和数据处理能力迅速成为工业自动化领域的研究热点,阐述了变极性等离子弧焊的焊接原理,介绍了以德国3S公司的软PLC产品CoDeSys以及Ether CAT现场总... 软PLC技术是近些年发展起来的一种新型控制技术,它是基于PC机的,因其强大的网络通讯能力和数据处理能力迅速成为工业自动化领域的研究热点,阐述了变极性等离子弧焊的焊接原理,介绍了以德国3S公司的软PLC产品CoDeSys以及Ether CAT现场总线为基础的分布式变极性等离子焊接控制系统的设计方案。该系统通过读取运行G代码实现空间直线和圆弧的插补完成复杂空间曲线轨迹的行走,并且在运动控制的过程中实时控制焊接工艺参数,最终实现复杂空间曲线焊缝的焊接。 展开更多
关键词 变极性等离子弧焊 软PLC 现场总线EtherCAT CODESYS
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PC控制等离子弧焊设备的研制 被引量：7
19
作者 李京龙 田丽 林谦生 《电焊机》 1994年第4期22-24,共3页
用可编程序控制器和晶闸管弧焊整流器设计研制出一种新型等离子弧焊设备，它具有结构简单、操作方便及高可靠性和焊接电流稳定性好的特点，控制功能和精度均优良。
关键词 等离子弧焊 微机控制 程序控制器
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变极性等离子焊设备控制系统研究 被引量：3
20
作者 陈克选 郝礼杰 +1 位作者 李春旭 李鹤岐 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2002年第4期17-20,共4页
根据变极性等离子焊机的发展方向,提出了双电源等离子焊设备的设计方案,其中主电路采用逆变技术,控制系统则采用单片机控制技术代替传统的模拟控制技术.通过控制定时器8253的输出改变IGBT的通断时间,实现对变极性等离子弧焊设备电流频... 根据变极性等离子焊机的发展方向,提出了双电源等离子焊设备的设计方案,其中主电路采用逆变技术,控制系统则采用单片机控制技术代替传统的模拟控制技术.通过控制定时器8253的输出改变IGBT的通断时间,实现对变极性等离子弧焊设备电流频率、正负半波导通比的调节和控制.实验表明,以单片机80C552为核心组成的变极性等离子弧焊设备控制系统硬件设计简单,调节方便,显著提高了系统的可靠性. 展开更多
关键词 变极性等离子焊设备 控制系统 单片机 8253定时器 工作原理
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