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公开(公告)号:CN119501103A
公开(公告)日:2025-02-25
申请号:CN202411513998.5
申请日:2024-10-29
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种激光精准调控金属熔滴生成装置及方法,包括熔滴加热装置、激光器、激光头、基板、控制系统、石英玻璃管、坩埚和喷孔;控制系统与熔滴加热装置和激光器连接,熔滴加热装置用于将金属固体融化成金属熔液,通过控制系统调节石英玻璃管高度,改变其底部到喷孔之间的距离,监测激光光束的焦点位置,确保其准确投射到金属熔液表面;激光光束经过石英玻璃管透射后,作用于金属熔液表面,使液态金属气化产生金属蒸汽,推动下方的金属熔液通过喷孔喷出形成金属熔滴;根据石英玻璃管的位置调整,控制激光光束焦点能量密度,调节金属熔滴大小;通过调节激光功率、激光光斑以及石英玻璃管到喷孔的距离达到精准调控金属熔滴的生成尺寸的目的。
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公开(公告)号:CN118664031A
公开(公告)日:2024-09-20
申请号:CN202410740759.7
申请日:2024-06-11
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明涉及一种脉冲气帘柔性拘束变极性TIG电弧铝合金薄壁增材制造方法,将传统单层气路喷嘴改进为双层气路喷嘴,外层气路喷嘴通入保护气,保护熔池不受污染;内层气路喷嘴通入脉冲气,根据内层喷嘴横截面形状不同,如:椭圆形、八字形、圆形,使电弧产生不同程度的拘束收缩。脉冲气流的频率与电源变极性频率相同,EN阶段内层喷嘴通入气流,使电弧拘束收缩,形成稳定并高能量密度的拘束电弧;EP阶段内层喷嘴无气流通过,工件表面的阴极斑点可以充分扩展,能够有效清除铝合金表面氧化层。该脉冲拘束电弧具有良好的稳定性和较高的能量密度,有助于提高焊丝熔覆效率并降低沉积层的宽度,能够对铝合金薄壁结构件进行精密的增材制造。
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公开(公告)号:CN116460402A
公开(公告)日:2023-07-21
申请号:CN202310525584.3
申请日:2023-05-11
Applicant: 北京工业大学 , 山东省科学院激光研究所 , 山东产研强远激光科技有限公司
IPC: B23K10/02
Abstract: 本发明公开了变极性等离子弧焊连续变位置时熔池状态预测控制方法及装置,使用卷积神经网络+长短期记忆神经网络(CNN+LSTM)的模型预测小孔熔池后壁夹角。超前预测出的小孔熔池后壁夹角超过标准的小孔熔池后壁夹角阈值范围时,对后壁面驻点快速送丝,从而使得小孔熔池后壁夹角处于相对应的阈值范围内,进而提前遏制了小孔熔池的失稳及保证了良好的焊缝成形质量。
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公开(公告)号:CN116372328A
公开(公告)日:2023-07-04
申请号:CN202310230979.0
申请日:2023-03-12
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于交叉耦合电弧的多丝增材制造装置及控制方法,包括特制多丝增材焊枪、基板、气瓶、第一熔化极气体保护焊电源、第二熔化极气体保护焊电源、第一送丝机构、第二送丝机构、第三送丝机构、第四送机构。该装置利用两台熔化极气体保护焊电源、四台送丝机以及特制焊枪形成两条十字交叉的焊接回路,两个垂直电流产生的磁场作用于电弧之上,电弧出现特定绕弧行为,电弧绕行电极,产生两段C型电弧重叠耦合的U型电弧。U型电弧所产生热量主要用于熔化丝材,重力及沿重力方向的电弧力进行熔滴过渡,实现增材过程中热‑质‑力解耦,减少增材过程中对已成形沉积层热量输入,防止沉积层产生重熔缺陷,提高到热源利用率。
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公开(公告)号:CN119643550A
公开(公告)日:2025-03-18
申请号:CN202411513993.2
申请日:2024-10-29
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种倾斜表面下调控金属熔滴生长方向的测量装置及方法,包括熔滴生成装置、基板温度调控装置、基板斜度调节装置、高速摄像机、三维运动平台、高速摄像机、红外点温仪、热电偶测温仪、信息采集系统等。通过基板斜度调节装置和基板温度调控装置的方式制定具有多变温度场的倾斜基板平台,将金属熔滴滴落在具有多变温度场倾斜基板平台上,通过采用高速摄像机和测温装置等监测系统,实现对金属熔滴凝固过程的成形和温度的检测和反馈,根据信息采集系统得到不同的参数下的熔滴凝固效果的变化,分析不同的温度场下和不同斜度下熔滴的形貌变化,建立倾斜表面下调控金属熔滴生长方向的测量方法,从而实现倾斜表面的金属熔滴生长方向精准调控。
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公开(公告)号:CN119555730A
公开(公告)日:2025-03-04
申请号:CN202411513997.0
申请日:2024-10-29
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种量化梯度温度下金属熔滴凝固形貌的测量装置及方法,包括金属熔滴调控装置、金属熔滴加热装置、梯度温度调控装置、高速摄像机、三维运动平台、高速摄像机、红外点温仪、热电偶测温仪、信息采集系统等。产生的金属熔滴通过红外测温的方式精准调控熔滴的温度,通过电阻加热和添加隔热材料的方式制定梯度温度平台,将金属熔滴滴落在梯度温度基板上,通过高速摄像仪和红外测温仪、热电偶测温仪采集熔滴凝固过程中温度和形貌的变化,同时将信息反馈到信息采集系统,分析不同的梯度下、不同温度下和不同质量下熔滴的形貌变化,建立量化梯度温度调控金属熔滴凝固形貌的测量方法,从而实现金属熔滴凝固形貌基准调控。
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公开(公告)号:CN119501104A
公开(公告)日:2025-02-25
申请号:CN202411513999.X
申请日:2024-10-29
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种激光定向扫描金属熔池清除气孔的装置及方法,该装置包括包括熔滴产生装置、激光发射器、基板、运动平台和控制系统。激光头安装在在基板的一侧并与熔滴产生装置存在一定的角度,而且保证激光照射位置位于金属液体未完全凝固的位置。该方法是激光发射器受控制系统调控,控制系统根据存储数据控制激光发射器在可能存在大量气泡的部位进行照射,从而使未凝固的金属溶液流入破裂的气泡孔内,单层金属表面的气孔被填充后,墙体内部气泡会大量减少,从而提高墙体的强度和刚度,达到消除成型金属内部气泡的目的。
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公开(公告)号:CN118768737A
公开(公告)日:2024-10-15
申请号:CN202411051557.8
申请日:2024-08-01
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/346 , B23K26/24
Abstract: 本发明涉及一种基于激光辅助穿孔的厚板铝合金变极性等离子弧焊接方法。本发明在铝合金变极性等离子焊接的基础上,将激光热源与等离子弧热源同轴放置于待焊板材的上下两侧。在焊接起始点等离子弧首先对铝合金板材进行定点熔化,同时在电弧力作用下液面逐渐下凹形成盲孔,当盲孔深度达到等离子弧穿透极限时打开激光,利用激光的高能量密度,从工件背面熔化金属,在蒸发反力的作用下“刺破”盲孔,形成穿透的“小孔”,引导电弧等离子体从小孔流出。穿孔形成后,等离子弧在小孔内部形成稳定的流通模式,液态金属环绕在等离子弧周围,关闭激光,利用等离子弧的类刚性特点维持小孔贴壁熔池稳定,实现厚板铝合金高质量穿孔焊接。
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公开(公告)号:CN115343257B
公开(公告)日:2024-10-11
申请号:CN202210886738.7
申请日:2022-07-26
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明提供一种多位相同步观测的纹影仪光学系统及流场观测方法,上述的多位相同步观测的纹影仪光学系统包括:光入射装置、光出射装置及探测器组件;光入射装置设于待测流场的一侧,光出射装置设于待测流场的另一侧;光入射装置发射出的光线经过待测流场后传播至聚焦反射镜,聚焦反射镜用于对光线进行汇聚,并将汇聚后的光线反射至第一反射镜,分束镜用于对汇聚后的光线进行分光,且分为第一光束和第二光束;第一探测器与第一刀口对应设置,第一光束经过第一刀口后能够在第一探测器成像;第二探测器与第二刀口对应设置,第二光束经过第二刀口后能够在第二探测器成像,实现了被测流场的多位相同步观测,其观测结构相较于现有技术更为准确。
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公开(公告)号:CN117900604A
公开(公告)日:2024-04-19
申请号:CN202410003703.3
申请日:2024-01-02
IPC: B23K10/02
Abstract: 本发明公开了一种基于矢量气流驱动电弧摆动的等离子弧熔丝增材装置,涉及电弧增材制造技术领域。本发明在等离子弧增材条件下,利用四路辅助离子气对电弧进行矢量控制,使电弧定向运动和形态变化,进而调整辅助离子气流组合,实现电弧不同的规律摆动,如锯齿形摆动、矩形摆动和螺旋摆动等。本发明中摆动电弧对熔池有施加搅拌的效果,并延长金属凝固时间,促使气泡逸出熔池,达到细化晶粒优化工件表面质量,减小孔隙率,提高机械强度的效果,从而改善增材制造的组织性能。
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