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公开(公告)号：CN114682891B
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202210007338.4
申请日：2022-01-05
Applicant: 湘潭大学
Abstract: 本发明涉及增材制造领域，尤其是涉及磁控等离子弧增材制造领域。本发明公开了一种磁控等离子弧增材制造电弧与丝材末端位置匹配方法，等离子电弧在增材制造过程中沿焊枪轴中心进行偏摆的同时，送丝装置沿等离子电弧偏摆方向进行对向送丝；根据增材轨迹形状调整等离子电弧摆动的频率、方向和摆动幅度，同时控制对向送丝的丝材末端位置和送丝速度调节熔宽，在增材过程中等离子电弧摆动的频率、方向和幅度与丝材末端位置和送丝速度实时匹配达到增材控形控性的目的。控弧与控丝结合使等离子电弧与丝材末端位置实时匹配，实现单个切片层平面任意形状的成形，提高了等离子弧增材制造工艺的成形精度；同时对向送丝相比单丝送丝增加了熔宽调节范围和增材效率。
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公开(公告)号：CN112881466B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202110059568.0
申请日：2021-01-18
Applicant: 湘潭大学
IPC: G01N25/72 , G01N27/9013
Abstract: 本发明属于电弧增材制造技术领域，并公开了一种磁控等离子摆动电弧增材制造零件缺陷在线检测方法，其主要由等离子焊枪、新型磁控摆动电弧装置、红外热像仪和控制处理器系统组成，其中缺陷检测是在新沉积层堆积完毕后，通过给激励线圈接入激励电源，并由控制处理系统控制激励线圈距沉积层表面高度，用红外热像仪采集激励线圈在不同高度下堆积层表面及其内部温度的变化，最后将温度图像进行融合，通过缺陷区域与非缺陷区域的温度对比，识别缺陷的几何形状和分布状态。通过本发明，不仅可以提高对磁控摆动等离子弧增材制造零件缺陷检测的正确率，还能利用磁控摆动电弧的特性，使摆动电弧装置结构更加紧凑，便于实现对电弧增材制造零件缺陷的在线检测。
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公开(公告)号：CN114393286A
公开(公告)日：2022-04-26
申请号：CN202210059878.7
申请日：2022-01-19
Applicant: 湘潭大学
IPC: B23K9/32
Abstract: 一种用于机械手的扭转摆动电弧的焊缝偏差提取方法，将旋转电弧和摆动电弧相结合，提出了一种扭转摆动电弧，并设计了扭转摆动控制系统来提取偏差，通过摆动伺服电机控制回转圆筒进行扭转，连接在回转圆筒下方的悬臂自由伸缩杆带动固定在机械手的焊枪进行往返摆动，实现电弧的扭转摆动，扭摆焊缝偏差信息处理装置对扭摆电弧信号进行扭摆预处理，初步采集处未处理的扭摆偏差信号，由扭摆偏差比较器划分不同扭摆阈值区间，扭摆偏差阈值分段处理器对其进行处理，根据不同偏差区间情况，适应不同焊接坡口和焊接表面平整度的同时，调节扭摆摆幅、扭摆弧长曲率半径等焊接因素，保证扭摆电弧的稳定性，进而提取出有效扭摆偏差信息。
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公开(公告)号：CN112881466A
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN202110059568.0
申请日：2021-01-18
Applicant: 湘潭大学
IPC: G01N25/72 , G01N27/9013
Abstract: 本发明属于电弧增材制造技术领域，并公开了一种磁控等离子摆动电弧增材制造零件缺陷在线检测方法，其主要由等离子焊枪、新型磁控摆动电弧装置、红外热像仪和控制处理器系统组成，其中缺陷检测是在新沉积层堆积完毕后，通过给激励线圈接入激励电源，并由控制处理系统控制激励线圈距沉积层表面高度，用红外热像仪采集激励线圈在不同高度下堆积层表面及其内部温度的变化，最后将温度图像进行融合，通过缺陷区域与非缺陷区域的温度对比，识别缺陷的几何形状和分布状态。通过本发明，不仅可以提高对磁控摆动等离子弧增材制造零件缺陷检测的正确率，还能利用磁控摆动电弧的特性，使摆动电弧装置结构更加紧凑，便于实现对电弧增材制造零件缺陷的在线检测。
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公开(公告)号：CN112643180B
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202110028030.3
申请日：2021-01-11
Applicant: 湘潭大学
IPC: B23K10/02
Abstract: 一种磁控摆动等离子弧熔宽的调节控制方法，将等离子弧焊与磁控摆动电弧两种技术融合，发明了一种利用可调励磁线圈匝数装置控制励磁线圈匝数的增加或减少来达到熔宽精确调节的控制方法。其技术方案要点是：通过一系列的方式获得焊缝熔宽的宽窄信息后，经由传感器接受信号，并对可调励磁线圈装置通电去实现熔宽宽或窄时的励磁线圈匝数的改变，进而通过电流传感器观察励磁电流的变化，最后由执行机构通过对等离子弧摆幅的调整达到对熔宽的精确调节。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114393286B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202210059878.7
申请日：2022-01-19
Applicant: 湘潭大学
IPC: B23K9/32
Abstract: 一种用于机械手的扭转摆动电弧的焊缝偏差提取方法，将旋转电弧和摆动电弧相结合，提出了一种扭转摆动电弧，并设计了扭转摆动控制系统来提取偏差，通过摆动伺服电机控制回转圆筒进行扭转，连接在回转圆筒下方的悬臂自由伸缩杆带动固定在机械手的焊枪进行往返摆动，实现电弧的扭转摆动，扭摆焊缝偏差信息处理装置对扭摆电弧信号进行扭摆预处理，初步采集处未处理的扭摆偏差信号，由扭摆偏差比较器划分不同扭摆阈值区间，扭摆偏差阈值分段处理器对其进行处理，根据不同偏差区间情况，适应不同焊接坡口和焊接表面平整度的同时，调节扭摆摆幅、扭摆弧长曲率半径等焊接因素，保证扭摆电弧的稳定性，进而提取出有效扭摆偏差信息。
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公开(公告)号：CN114273756B
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202210005372.8
申请日：2022-01-05
Applicant: 湘潭大学
Abstract: 本发明公开了一种用于氩弧焊焊缝跟踪的T型集磁电弧传感器，传感器上盖放置有旋转环，环上有多个位置可安装支撑座，螺纹杆穿过支撑座并连接可拆卸限位块，能夹紧不同尺寸的焊枪；下盖与呈对称分布的T型集磁器相连，集磁器端部靠近焊枪底部；传感器壳体中含有铁芯和线圈，线圈缠绕在铁芯上，铁芯放置在壳体内，且壳体分别与上盖和下盖相连，圆柱形壳体上还固定有可转动式连接件与送丝杆支撑座。本发明可适用于多种焊接设备与工作场合，送丝杆安装简便，避免了反复设计送丝夹具；改变T型集磁器的形状、位置和角度能够改变电弧周围的磁通量，减少漏磁，增强磁感应强度以精确控制电弧摆动，集磁器的使用还能延长装置使用寿命。本发明适用于氩弧焊摆动电弧焊缝跟踪，达到在大电流条件下改善焊缝成型的目的，具有很高的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN113042868B
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202110364862.2
申请日：2021-04-06
Applicant: 湘潭大学
Abstract: 本发明涉及公开一种磁控等离子弧熔丝增材制造层宽自适应控制方法。该方法通过改变经过焊枪所加纵向交流磁场励磁电流的大小，使电弧产生偏转角θ，再通过建立电流I和偏转角θ函数关系，获得层宽的实时信息。得到宽度误差之后通过计算机进行判断，用FPGA控制模块结合实时情况，控制Lc震荡电路开关的通断，合理的交替控制开关的通断，来控制电容器的放电和充电，调整等离子弧柱外加纵向磁场的大小，进一步来调节等离子弧柱的压缩程度。从而控制单位时间内沉积层金属的熔覆量，来实现磁控等离子弧熔丝增材制造的层宽实时控制。
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公开(公告)号：CN114032513A
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202111526683.0
申请日：2021-12-14
Applicant: 湘潭大学
Abstract: 本发明属于焊丝涂层技术领域，具体涉及一种基于磁过滤阴极真空弧法制备实心焊丝涂层及其涂层焊丝制备方法。所述的涂层焊丝由实心焊丝及通过磁过滤阴极真空弧法包覆在焊丝上的单层或多层纯金属或合金组成。其制备法：(1)选取一种实心焊丝作为涂层焊丝的金属芯；(2)将洁净干燥的实心焊丝均匀地环绕在绕丝盘上，层数为一层；(3)关闭真空腔室，利用机械泵和分子泵组成的抽真空系统进行抽真空至真空度优于3.5×10‑3Pa；(4)打开磁过滤弧电源，以根据实际需求改善工艺性能和实际应用所需添加的金属元素或合金元素靶材作为阴极；(5)在聚焦电场和偏压电场的作用下，金属离子加速飞向焊丝表面，高能离子束对焊丝表面进行轰击，沉积并在焊丝表面形成靶材金属层。本发明的方法可根据添加各种金属成分的作用，制备单层或多层表面涂层焊丝，是改善焊丝焊接性能和匹配焊接基材更新的重要方法。
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公开(公告)号：CN112643180A
公开(公告)日：2021-04-13
申请号：CN202110028030.3
申请日：2021-01-11
Applicant: 湘潭大学
IPC: B23K10/02
Abstract: 一种磁控摆动等离子弧熔宽的调节控制方法，将等离子弧焊与磁控摆动电弧两种技术融合，发明了一种利用可调励磁线圈匝数装置控制励磁线圈匝数的增加或减少来达到熔宽精确调节的控制方法。其技术方案要点是：通过一系列的方式获得焊缝熔宽的宽窄信息后，经由传感器接受信号，并对可调励磁线圈装置通电去实现熔宽宽或窄时的励磁线圈匝数的改变，进而通过电流传感器观察励磁电流的变化，最后由执行机构通过对等离子弧摆幅的调整达到对熔宽的精确调节。
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