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公开(公告)号：CN119952072A
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202510143435.X
申请日：2025-02-10
Applicant: 南京理工大学
IPC: B22F10/28 , B22F10/64 , B22F12/17 , B22F12/90 , B22F10/30 , B33Y10/00 , B33Y30/00 , B33Y40/10 , B33Y40/20 , B33Y50/02 , B22F10/85
Abstract: 本发明属于电弧增材领域，具体涉及一种减小大型构件电弧增材制造变形的方法。针对普通基板刚度较低、易变形的特点，本发明通过采用特制高刚度基板，以减少电弧增材制造过程中基板与构件的变形。同时，在大型构件电弧增材制造过程中，对基板进行持续性加热以降低产生的残余应力，从而进一步减小由应力引起的变形。此外，利用激光跟踪扫描仪实时监测构件的变形情况，并根据监测结果实施阶段性去应力热处理矫形，以有效消除构件累积的变形量。通过数值模拟手段对上述措施的效果进行了验证，结果表明，该方法成功减小了大型构件电弧增材制造时的变形。
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公开(公告)号：CN119057176A
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202310649063.9
申请日：2023-06-02
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种脉冲激光束原位冲击糊状区的电弧增材制造方法，该增材方法包括如下步骤：基于Fluent软件建立相关计算模型，将增材过程进行可视化分析，获得增材过程中熔池及糊状区的参数；设置电弧枪头和激光头之间的相对距离并确定相关实验参数；电弧增材的同时激光以合适的脉冲波形和一定的脉冲频率持续冲击熔池的糊状区。本发明通过对电弧增材过程中熔池糊状区进行连续脉冲激光冲击，细化了增材区域晶粒，优化了构件的综合力学性能；脉冲激光的加入，打碎糊状区内已经形成的柱状晶，使其发生二次形核长大，进一步成长为较为细小的等轴晶，最终达到细化晶粒、提高试样强度、耐磨及耐腐蚀性的目的。
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公开(公告)号：CN118905387A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202410584121.9
申请日：2024-05-11
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明为一种随行双面超声振动辅助电弧增材制造金属薄壁构件的方法及装备。本发明通过两个机械臂控制超声冲击枪作用在金属薄壁构件上。该方法利用机械臂的多轴自由度和精准度，显著提高了传统超声振动辅助电弧增材制造装备的自由度，能在金属薄壁构件的多个部位施加超声振动，在金属薄壁构件两侧同时施加超声振动也明显提高了超声振动的效率。使用该种方法和设备能够在电弧增材成型的过程中对熔池产生震荡作用，破碎内部树枝晶和粗大晶粒，从而达到细化晶粒组织，改善内部应力的目的，对已凝固的组织进行超声冲击还可使材料表面产生塑性变形，提高材料表面的硬度和耐磨性，可以显著提升材料的组织性能。
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公开(公告)号：CN116916162A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310966177.6
申请日：2023-08-02
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN113927130B
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN202010668063.X
申请日：2020-07-13
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115319105A
公开(公告)日：2022-11-11
申请号：CN202211031766.7
申请日：2022-08-26
Applicant: 南京理工大学
IPC: B22F10/20 , B22F10/38 , B22F10/85 , B22F10/50 , B22F10/64 , B33Y10/00 , B33Y40/20 , B33Y70/00 , B33Y80/00 , C21D1/30 , C21D6/02
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN114381627B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210142217.0
申请日：2022-02-16
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明属于电弧增材领域，具体涉及一种消除大型构件电弧增材过程应力变形的方法。利用仿真手段得到电弧增材制造构件应力应变实时云图，从而判断增材构件各个时刻的残余应力分布情况，有针对性地对增材构件进行超声波应力测量，减少超声波应力测量次数的同时降低了测量数据不能有效反映最大残余应力的可能性，提升了工作效率。同时通过仿真数据以及实际残余应力测量数据，使在增材过程中能及时有效地进行振动时效以及去应力退火处理，避免增材过程中残余应力的不断累积，从而有效地控制增材构件的残余应力及变形，使能有效地进行大型增材构件的制造并提高大型构件的整体使用性能。
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公开(公告)号：CN114381627A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202210142217.0
申请日：2022-02-16
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明属于电弧增材领域，具体涉及一种消除大型构件电弧增材过程应力变形的方法和装置。利用仿真手段得到电弧增材制造构件应力应变实时云图，从而判断增材构件各个时刻的残余应力分布情况，有针对性地对增材构件进行超声波应力测量，减少超声波应力测量次数的同时降低了测量数据不能有效反映最大残余应力的可能性，提升了工作效率。同时通过仿真数据以及实际残余应力测量数据，使在增材过程中能及时有效地进行振动时效以及去应力退火处理，避免增材过程中残余应力的不断累积，从而有效地控制增材构件的残余应力及变形，使能有效地进行大型增材构件的制造并提高大型构件的整体使用性能。
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公开(公告)号：CN114160932A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111499790.9
申请日：2021-12-09
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明属于高氮钢电弧增材领域，具体涉及一种高频TIG辅助双丝小电流熔化极电弧增材高氮钢的装置及方法。竖直方向采用双丝小电流熔化极焊枪进行焊接，同时在侧面使用高频TIG焊枪辅助焊接；所述双丝小电流熔化极焊枪中的两根高氮钢丝材分别独立送丝，且通过一个送丝系统固定在机器人上；双丝小电流熔化极焊枪的焊接电流为80‑120A，高频TIG焊枪的频率为5‑15KHz。本发明利用双丝小电流改善增材高氮钢飞溅大、气孔多等问题；利用高频TIG电弧改善小电流增材成型差等问题，此外高频效应对熔池的搅拌作用，起到消除气孔、细化晶粒作用；有效解决了传统熔化极电弧增材高氮钢易飞溅、气孔多和热积累过多等造成成型件质量差这一难题。
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公开(公告)号：CN111626988A
公开(公告)日：2020-09-04
申请号：CN202010360579.8
申请日：2020-04-30
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于弱弧光特征提取的GTA熔丝增材制造过程稳态判定方法，所述方法包括以下步骤：本发明所述过程稳态是通过电弧弧长表征的，安装视觉传感器，调节光圈，直至图像中电弧区域像素灰度值处于100～210，固定光圈，定义此时电弧弧光为弱弧光；采集弱弧光电弧图像，对图像依次进行高斯滤波、大津法阈值分割、Sobel算子提取边缘、最小二乘法拟合曲线等处理，最终确定电弧弧长，当电弧弧长稳定在3.5～7.5mm时，则判定GTA熔丝增材制造过程为稳定的。本发明有效解决了GTA熔丝增材制造过程稳态判定的难题，方法精确度高、稳态判定过程耗时少、效率高、不受设备电信号干扰、可实现自动化判定，为后续GTA熔丝增材制造过程稳态控制奠定基础。
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