等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为——I粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒与转移型等离子弧之间的传热过程进行了分析计算，发现等离子弧粉末堆焊时，当堆焊粉末颗粒被送入等离子弧后粉末颗粒受等离子弧加热的速度主要取决于等离子弧的温度、热传导势及粉末颗粒的密度、尺寸和热物理性能等。对于100－200A的氩等离子弧，无论是熔点较低的铁基粉末颗粒还是熔点较高的碳化硼颗粒，被加热到熔化温度所需要的时间都在毫秒级水平（几毫秒至几十毫秒）。只是铁基粉末颗粒在等离子弧中的升温速度要比碳化硼颗粒快约1倍以上。     

等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒的输运行为

利用电弧物理和流体力学理论分析了等离子弧粉末堆焊过程中粉末材料在转移型等离子弧中的输运行为及其主要影响因素,并以铁基合金粉末和碳化硼粉末为例,具体计算了不同特征的粉末在不同堆焊参数下的弧柱中的输运速度分布及沿弧柱横截面上的粉通量分布.计算结果表明,堆焊粉末颗粒在等离子弧空间的流动速度要比等离子流速低得多;对于同一种粉末材料来说,粒径越小,其在等离子弧柱中越容易被加速,在弧柱中的平均流速也越大;粉末的质量密度对其流速的影响与粒径颇为相似,密度越小,粉末在弧柱中的加速度和平均速度就越大.理论计算结果还表明,在电流大于150A的转移型等离子弧柱中,粉末颗粒的轴向输运速度在弧横截面上呈"山峦形分布",电流越大,中心山谷就越深越大.     

Co-Cr-W系粉末等离子弧堆焊显微结构研究

对Co—Cr—W系多元合金粉末等离子孤堆焊层的金相组织、X射线衍射、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的研究结果表明，合金层基体为具有(200)晶面择优取向的Co基固溶体，Co基固溶体中存在许多堆积层错；与固溶体组成共晶体的硼碳化物主要为具有六方点阵并含有层片状孪晶的(Cr，Fe)3(C，B)3。     

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为Ⅱ粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊时Fe基粉末颗粒和B4 C颗粒在等离子弧柱中的热行为进行了计算分析 ,结果发现堆焊时等离子弧电流对粉末颗粒在弧柱中被加热程度的影响要远大于对其输运速度的影响 ;对于Fe基粉末颗粒来说 ,当I =2 0 0A时 ,流经弧柱中心区内的粒径≤ 5 0 μm的颗粒将在弧柱中被完全气化 ;对于粒径为5 0～ 15 0 μm的Fe基颗粒 ,在弧柱中将被加热到完全熔化 ,而粒径 >2 0 0 μm时 ,颗粒尚不能熔化。在I=10 0A的小电流情况下 ,只有粒径 <5 0 μm的Fe基颗粒在弧柱中能被完全熔化 ;而直径大于该值的颗粒则不能被完全熔化 ;只有在弧中心处 ,少量颗粒可能被加热到熔化温度。而对B4 C颗粒来说 ,其热行为与Fe基粉末颗粒则有较大差别 ,从平均水平看 ,在等离子弧柱中心区域 ,即使在 2 0 0A的等离子弧中 ,也只有粒径≤ 5 0 μm的颗粒才能在弧柱中完全被熔化 ,其它稍大粒径的颗粒在弧柱中的温升都达不到熔化温度 ,只能被预热。     

等离子弧粉末堆焊条件下粉末颗粒的热行为（Ⅰ）粉末颗粒与等离子弧之间的传热过程研究

运用传热学理论对等离子弧粉末堆焊过程中粉末颗粒与转移型等离子弧之间的传热过程进行了分析计算 ,发现等离子弧粉末堆焊时 ,当堆焊粉末颗粒被送入等离子弧后粉末颗粒受等离子弧加热的速度主要取决于等离子弧的温度、热传导势及粉末颗粒的密度、尺寸和热物理性能等。对于 10 0～ 2 0 0A的氩等离子弧 ,无论是熔点较低的铁基粉末颗粒还是熔点较高的碳化硼颗粒 ,被加热到熔化温度所需要的时间都在毫秒级水平 (几毫秒至几十毫秒 )。只是铁基粉末颗粒在等离子弧中的升温速度要比碳化硼颗粒快约 1倍以上     

基于超声法的等离子弧粉末堆焊层厚度测量

堆焊层厚度的精确测量对于堆焊材料的合理利用有重要意义。本文基于超声测厚原理,在超声波探伤仪和直探头校准的基础上,提出了等离子弧粉末堆焊层厚度测量的数学模型,实现了堆焊层厚度的精确测量。堆焊层厚度的测量分为三个步骤:首先测出母材的厚度;其次测出母材上方堆焊层的厚度;最后从堆焊层的金相照片中测出母材中熔焊层的厚度,从而根据提出的数学模型得到堆焊层的厚度。与游标卡尺测厚相比,该方法简便可行,检测速度快,可大大减轻检测人员的劳动强度。另外,难以采用游标卡尺测量的部位,也可采用本文提出的方法进行测量。     

PLC应用于三偏心蝶阀等离子喷焊系统的设计

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。     

基于微束等离子弧三维焊接的直接金属成形系统设计

基于分层制造概念的金属模型的制造是当今快速成形领域的热门研究课题。基于微束等离子弧三维焊接的直接金属成形系统是一种可以实现金属零件及模具快速制造的方法。本文在分析了直接金属成形原理的基础上，结合直接金属成形系统的研制工作，介绍了该系统的总体结构和特点，并具体描述了该系统的软、硬件实施。     

Ni-Al粉末直流TIG电弧堆焊层的稀释率及其控制

为了控制直流TIG电弧粉末堆焊层的稀释率,获得Ni、Al含量较高的涂层,本文研究了堆焊规范对堆焊层的形状、稀释率和化学成分的影响规律,并从降低母材温度的角度出发,考察了辅助冷源对堆焊层稀释率的影响.结果表明,随着堆焊规范的减弱,堆焊层的熔宽和熔深减小、堆高增加,堆焊层的稀释率由70%降低到32%,有利于获得低稀释率的堆焊层.在本文试验条件下采用辅助冷源对母材进行冷却,使堆焊层的堆高增大、熔深减小、稀释率降低到21%.     

Remanufacturing Shaping System Based on Pulsed Plasma Arc Welding

Based on the pulsed plasma arc welding(PPAW),a rapid remanufacturing shaping system,including a structured light scanning reverse engineering(RE)system,a robot system and a PPAW source system have been developed.The new rapid remanufacturing shaping system can rapidly and accurately repair the worn parts with different damaged degrees and thus extend their life cycle.In the present paper,the whole process of repairing worn parts is described.Firstly,the scanning model of a worn part is obtained by using RE system based on reconstructing approach.Compared with standard CAD model in the undamaged setting,the surface profile and the extent of damage area are obtained.Secondly,the weld repair path is designed by slicing the point cloud model of damage area.This path consists of multilayer parallel lines that produce parallel overlapped weld beads which cover the damaged area.By off-line programming techniques,the robot executable program as document format is transmitted to the robot controller for repairing worn parts.Finally,the weld repair experiments on worn steel plane plate and damaged column are performed to evaluate the remanufacturing system.     

预热对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织与性能的影响

分析了预热工艺对X65钢管内表面等离子弧喷焊层组织和性能的影响。随着预热温度的提高，喷焊层显微组织中一次碳化物、硼化物略有长大，从母材向喷焊层内生长的γ枝品由发达直至消失，喷焊层中心的显微硬度也明显提高。     

新型等离子弧粉末堆焊机理

人们衡量堆焊方法一般总是从两个方面进行 ,一是熔敷速度 ,二是稀释率。在追求大熔敷速度的同时总是希望将稀释率控制得尽量小。目前 ,国内堆焊方法大都处于高熔敷速度高稀释率或低稀释率低熔敷速度的状态。熔敷速度的提高和稀释率的降低是矛盾的两个方面 ,二者相互制约。能否协调熔敷速度与稀释率之间的矛盾关系 ,是能否实现高效、高质的堆焊工艺的关键。等离子弧作为粉末堆焊的热源 ,其焰流特性参数是影响堆焊质量和效率的主要因素。本文从理论上定性分析了等离子弧的焰流特性参数和粉末在电弧中获得的动量和热能情况 ,阐述了实现高效、低稀释率等离子堆焊的机理 ,并据此提出了新型焊枪结构的设计原则 ,为进一步研制高效、低稀释率等离子堆焊系统奠定了理论及试验基础。     

基于PLC和触摸屏技术的数控电解加工机床研制

介绍了采用可编程序控制器和触摸屏技术的数控电解加工机床的结构特点、控制系统的硬件结构及其关键技术，以及机床的主要先进功能。     

等离子堆焊Ni基合金粉末熔覆层性能研究

采用等离子堆焊技术在Q235钢表面分别堆焊Ni-W-C合金粉末和M—Cr—Mn系复合粉末熔覆层。利用金相显微镜、扫描电镜、C射线衍射仪（XRD）及磨损试验机对两种镍基合金熔覆层的微观组织及耐磨性进行了研究。结果表明，Ni-w．c合金粉末熔覆层显微组织主要为γ-Ni，Cr7C3，WC，（Ni，Fe）3（B，C）等，Ni-Cr-W-Mn系复合粉末熔覆层显微组织主要为γ-Ni，γ-（Ni，Fe），WC，W2C，Mn31Si12，Cr23C6，Cr3C3，NiB，Ni2B等。Ni-Cr-W-Mn系复合粉末较Ni-W-C合金粉末熔覆层耐磨性提高近10倍。Ni-Cr-W-Mn系复合粉末熔覆层通过多元素固溶强化及生成大量金属间化合物提高了熔覆层的硬度及耐磨性。     

弧焊机器人任务级离线编程系统的设计

提出了一种弧焊机器人任务级离线程系统的结构,包括建模器、任务编程器、任务规划器和机器人运动仿真器等四个基本模块。提出了一种焊接结构的特征分类方法,并且在ＡｕｔｏＣＡＤ１４基础上,利用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ开发了与ＡｕｔｏＣＡＤ１４风格一致的焊接结构特征建模器。同时在ＡｕｔｏＣＡＤ１４中,开发了用户使用方便的任务程器。提出了采用基于范例与规则混合的多专家系统协同来实现任务规则器。在３ＤＳＭＡＸ基础上,利     

X65钢管内表面等离子弧喷焊工艺参数研究

通过正交设计确定等离子弧喷焊工艺参数对喷焊层质量的影响，经过正交多项式回归分析得到Fe-07合金粉末在X65钢管内表面上喷焊的最佳工艺参数为：I=160～170A，G=34．4g／min，v=64．3mm／min，To=400℃，Q1=280l／h，Qs=450l／h。并通过裂纹试验得出抗裂预热温度为400℃。