金属板件等离子体弧柔性成形实验研究

以厚度为0．8mm的Q235扇形板、环状扇形板、矩形参考板为试件，研究了圆弧曲线扫描与直线扫描成形效果的差异及板材几何形状对成形效果的影响规律。研究结果表明，利用曲线扫描，可获取非直线展成面，直线扫描和曲线扫描的成形结果存在明显差异，曲线路径扫描是成形自由曲面的有效方法。     

金属板件等离子体弧柔性成形热过程计算与分析

建立了金属板件等离子体弧柔性成形的热过程数学模型，计算并分析了成形过程中板材的热物理参数、几何尺寸、等离子体弧扫描速度、冷却条件等因素对成形零件的温度场分布的影响规律。研究发现：在一定的成形条件下，可实现成形的板材厚度存在极限值；在保证板材表面温度足够高的前提下，采用较高的扫描速度仍可以获得较好的成形效果，而引入冷源，可更好地控制板件最终形状。     

钣金件等离子体弧柔性成形表面质量研究

就等离子体柔性成形实验中工件表面出现的斑点、褶皱以及表面氧化问题的机理作了初步的研究和探讨。并提出了一些预防措施。     

等离子体弧圆弧柔性成形数值模拟和实验研究

将金属薄板等离子体弧圆弧柔性成形视为V形等离子体弧弯曲成形的复合，分析了圆弧弯曲件与V形弯曲件的几何关系。首次提出了参数y与圆弧面圆滑程度的关系，利用有限元分析软件Ansys中的二次开发语言ADPL编制了金属薄板等离子体弧圆弧柔性成形的仿真程序，并进行了实验研究。研究结果表明，当γ0．1～0．12时，所成形的圆弧面十分圆滑；仿真结果与实验结果基本一致。     

板料多点柔性成形技术

介绍板料多点成形技术的基本原理,多点成形技术在国外的发展情况。重点介绍国内多点成形技术在发展成形理论和成形工艺研究方面的进展以及成形设备的研制成果,指出大型化、精密化和连续化是多点成形技术未来的发展方向。     

纹影干涉诊断等离子体弧

本文阐述了纹影干涉法诊断等离子体弧的基本原理和实验装置，建立了纹影干涉法诊断等离子体弧的数据处理方法。实验结果表明：这种诊断方法准确、实用，易于进行工作过程中的等离子体弧动态特性的研究．为探讨等离子体弧行为与加工质量间的内在联系，提供了一种最有效的方法．     

弧齿锥齿轮柔性加工的研究

突破传统齿轮加工方法,采用通用加工设备——五轴加工中心来完成弧齿锥齿轮的齿面加工,解决了专用设备加工精度不高、周期长等问题,实现了异形齿轮的柔性加工。从加工工艺流程安排、齿轮三维模型的建立、多轴加工刀路的编制及后处理的定制和模拟仿真几个方面,对齿轮的柔性加工进行全面的论述。该方法提高了异形齿轮的加工精度,缩短了齿轮的加工周期,一定程度上提高了数控设备的利用率。     

等离子弧熔覆成形零件的力学性能研究

介绍一种基于等离子弧熔覆的快速成形工艺.研究不同扫描方向对成形件抗拉强度和延伸率的影响,结果表明,零件的纵向抗拉强度和延伸率均高于横向.通过层间成形方向相互垂直的扫描方式,可以制作整体上各向同性的零件.零件致密度达99.27%,与激光熔覆成形相当.     

板料渐进冲击成形方法与试验

对冲击系统的合理设计进行了研究,并且对两种加工方式进行试验比较,分析并选择合理的加工方式。板料渐进冲击成形可以实现板料的快速柔性成形。     

CVD金刚石膜等离子体弧抛光的机理研究

提出了一种利用等离子体弧抛光CVD金刚石膜的新工艺。通过试验,对其抛光机理作了初步探讨,并对试样进行了实际抛光。结果表明,用等离子体弧加工金刚石膜确实具有抛光效果。粗糙度的降低可以认为有两种机制：一种是熔点以下的氧化刻蚀、石墨化、石墨氧化和溅射,石墨化是关键的因素;另一种是熔点以上的熔化流动、爆炸抛出和弧柱的吹力作用。     

基于恒温超塑性固相焊接头的超声无损评价技术

采用超声成像无损检测系统对固相焊接头质量进行检测，基于大量焊接面解剖、焊合率的定量金相试验，确定了合理的缺陷灰度阈值，进而对异种钢超塑性固相焊界面焊合率进行了系统检测与分析。试验结果表明，该系统能较准确、可靠和快速地检测出超塑性固相焊界面的焊合状况，并与实际测试出的界面缺陷分布情况具有较好的一致性，对于提高超塑性固相焊接头质量具有重要意义。     

铝合金变极性等离子弧焊温度场数值模拟

通过高速摄像对正、负极性等离子弧形态进行分析,并分析变极性等离子电弧正、反极性不同产热机理的基础上,采用“高斯+双椭球”组合热源模型,建立正、反极性期间不同热源模型。采用ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language, APDL)编程语言实现与实际变极性焊接参数对应热载荷的循环交替加载,计算出铝合金变极性等离子弧焊接温度场及熔池形状。对比分析不同变极性电流和焊接速度条件下焊接熔池的穿透深度,并通过实际焊接试验验证热源模型的准确性。研究结果为准确掌握铝合金变极性等离子弧热源形态、产热机理和等离子弧力等特性,并合理选择焊接工艺参数提供理论依据。     

Experimental Analysis on the Variable Polarity Plasma Arc Pressure

Arc pressure is one of the key factors for variable polarity plasma arc(VPPA) and welding pool formation. In this paper, VPPA pressure is measured by pressure transducer and U-tube barometer methods, and advantages and disadvantages of the two methods are compared. The effects of welding parameters, including with straight polarity(SP) current, reverse polarity(RP) current, time ratio of SP to RP, plasma gas flow rate, on VPPA pressure are investigated by using an orthogonal design. The experimental results indicate that the influencing degree of the welding parameters are in the order of plasma gas flow rate, SP current, time ratio of SP to RP, RP current. These results are important to researches of VPPA welding process and its mechanism. The physics behavior of VPPA is taken into account when the above influence mechanisms are analyzed. Firstly, according to the mechanism of the cooling compression to the arc, the compression to VPPA is enhanced with the increase of plasma gas flow, so the VPPA pressure would increase obviously. Secondly, although the temperature of VPPA is as a function of the welding current, the radius of VPPA is also enhanced. So the effects of SP current on VPPA pressure are inferior to the effects of plasma gas flow. Thirdly, VPPA pressure increases as a function of time ratio of SP to RP because the frequency of welding current influences the arc pressure to the some degree; Finally, the RP intervals are farther less than the SP intervals, so the influence to the pressure is minimal.     

受控脉冲穿孔等离子弧焊接控制系统

穿孔等离子弧焊接过程中存在的一些问题制约了该工艺在现代工业中的推广和应用,如焊接工艺合理参数区间窄,可调裕度小,导致焊接过程中小孔的稳定性较差等。熔池的小孔行为是直接影响焊接过程稳定性和接头质量的关键因素,为拓展合理工艺参数范围,提高焊接过程稳定性和焊缝质量,研制出受控脉冲穿孔等离子弧焊接控制系统。基于简易测试装置,实时采集焊接过程中的尾焰电压信号,可靠描述焊缝熔池穿孔与否以及小孔尺寸;采用受控脉冲穿孔的控制策略,适时调整峰值电流和基值电流的作用时间,使得小孔一直处于"准稳态"。实现"一脉一孔",但脉冲时间和基值电流并不固定,取决于每个脉冲过程小孔的建立时间和存在时间;保证穿孔,使小孔尺寸在预定值附近波动,并防止烧穿的发生;大幅拓展穿孔等离子弧焊接合理工艺参数区间。工艺试验结果表明,当工件散热条件和厚度发生变化时,控制系统能够迅速做出调节,运行稳定可靠,控制效果显著。     

纵向磁场约束等离子弧加工的试验研究

基于磁场能阻止带电粒子穿越其磁力线和磁场能提高带电粒子的运行速度的原理，进行了纵向磁场约束等离子弧加工试验，并分析了受约束等离子弧的加工质量。阐述了纵向磁场约束等离子弧的机理。     

直流电弧等离子体蒸发法制备纳米Ni粉

采用自行研制的试验装置，用直流电弧等离子体蒸发法制备了高纯度的纳米镍粉。试验过程中，按正交表L16（4^3）安排了正交试验，通过正交试验的方法研究了电流、氢氩比和冷态总压对粉体产率及粒径分布的影响。利用透射电子显微镜（TEM）和相应选区电子衍射（ED）、X射线衍射（XRD）以及Simpie PCI软件对样品的成分、形貌、晶体结构和粒径分布进行了分析。结果表明，所得镍粉纯净无污染，属多晶型结构，平均粒径在17～128nm范围内，粒径分布窄；最大产率为1127．13g·h^-1。；电流和H2／Ar分别是影响产率和粒径分布的显著性因素。     

磁流体在磁场中的粘度测试研究

针对磁流体在磁场中粘度测试的特殊性,研制了一种新型的旋转法磁流体粘度测试实验台,该实验台可通过测试带动工作气隙内磁流体作旋转剪切运动所需的力矩来推算得出磁流体的粘度,满足磁流体在磁场中的粘度测试要求。利用所设计的实验台对矿物油基Fe3O4磁流体的粘度进行了测试,研究了外加磁场、温度及磁流体中磁性颗粒含量对其粘度的影响规律。结果表明:磁流体的粘度随着外加磁场强度的增加而增大,当磁场强度增大到一定程度时,其粘度变化逐渐趋缓;随着温度的升高,磁流体的粘度呈不断下降趋势,在有外加磁场作用情况下,其粘度下降的幅度要远大于无外加磁场作用的情况;随着磁流体中所含磁性颗粒质量分数的增加,其粘度逐渐增大,当磁性颗粒质量分数小于30%时,粘度增加缓慢,但当质量分数超过30%以后,粘度则急剧增大。