电弧增材制造技术研究现状及展望

电弧增材制造技术以其成形速度快、材料利用率高、生产成本低等优势,在航空航天、船舶制造、汽车工业等领域已取得广泛应用.本文首先介绍了电弧增材制造在质量调控方面的发展现状,包括工艺参数、基板和层间温度以及保护气体;其次,结合国内外最新研究成果,论述了沉积路径的发展情况,并对成形件的力学、疲劳、腐蚀性能进行了分析,介绍了电弧增材制造技术在大型化、整体化零部件制造中的典型应用;最后总结了电弧增材制造面临参数动态监测技术尚不成熟,成形工艺优化不够系统,标准制定不足,疲劳和腐蚀机理研究不够等主要挑战,并对其未来的发展趋势给出了相关建议,即建立参数控制数据库、开发新型材料、建立工艺流程库、完善软硬件系统等.     

严格反馈非线性时变系统的迭代学习控制

针对一类含未知时变参数的严格反馈非线性系统, 提出一种实现有限作业区间轨迹跟踪控制的迭代学习算法. 基于Lyapunov-like方法设计控制器, 回避了常规迭代学习控制中受控系统非线性特性需满足全局Lipschitz连续条件的要求. 以反推设计(Backstepping)方法设计控制器, 为使得虚拟控制项可导, 引入一级数收敛序列; 将时变参数展开为有限项多项式形式, 在控制器设计中采取双曲正切函数处理余项对于系统跟踪性能的影响. 理论分析表明, 闭环系统所有信号有界, 并能够实现系统输出完全收敛于理想轨迹.     

机床数控化再制造

以计算机数字控制技术(CNC)和表面工程技术集成为手段的机床数控化再制造，能使老旧机床批量翻新并提升其性能。机床数控化再制造的成功应用，降低了资金投入，节省了资源消耗，减少了环境污染，提高了工作效率。研究表明：在保证加工精度的前提下，机床数控化再制造与购置新机床相比可节约经费60％～80％。     

高效能超音速等离子喷涂系统的研制

研制的HEPJet高效能超音速等离子喷涂系统，最大功率80kW，最大工作气体流量6m^3／h，可以喷涂金属粉末、碳化物陶瓷粉末和氧化物陶瓷粉末。单阳极内送粉结构的高效能超音速等离子喷枪，为国内外研究超音速等离子喷涂技术开创了一条新路。80kW级20kH脉宽调制IGBT逆变电源解决了输出电压高、输出电流大、高频干扰强等一系列难题，工作可靠。在保证涂层的结合强度、孔隙率等性能指标的前提下，喷涂成本比国外产品降低一半以上。     

铁磁材料疲劳损伤的磁性无损检测技术

疲劳破坏是铁磁材料构件主要的失效形式，评价铁磁材料的疲劳损伤在工程实践中具有重要的意义。磁性无损检测新技术在判断铁磁材料的疲劳损伤领域具有广阔的应用前景。综述了磁巴克豪森噪声技术（MBN）、磁声发射技术（MAE）和磁记忆技术（MMM）的检测原理、特点和应用情况，提出了三种新技术目前存在的问题和未来的发展。     

等离子弧堆焊镍基复合粉末涂层材料

采用等离子弧堆焊技术，在Q235钢表面堆焊镍基复台粉末，该复合粉末经三水平三因子正交设计及正交多项式同归分析，确定在镍基基础粉末中添加的强化元素最佳配比为Cr 10％、Mn 4％、W7％。利用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)对堆焊层的相及组织进行了研究，通过硬度试验和磨损试验测试了堆焊层表面及横截面的硬度和表面耐磨性能，结果表明，复合粉末堆焊层显微组织主要为γ-(Ni，Fe)、γ-M、WC、W2C、Mn31Si12、Cr23C6、Cr7C3、Cr、NiB、Ni2B等，其硬度及耐磨性较基体有显著提高。     

产品再制造过程中的清洗技术研究

在再制造生产过程中做好废旧产品零部件的清洗工作是保证再制造产品质量的重要一环，不同的清洗方法和清洗质量对鉴定零件的可用性、再制造质量、再制造成本和剩余寿命都会产生重要影响。分析了清洗技术在再制造过程中的重要作用，并在分析再制造过程中的清洗要求的基础上，研究了当前主要适用于再制造过程的清洗技术和清洗方法，并对再制造过程中各阶段的主要清洗活动进行了描述。     

装备再制造性工程的内涵研究

再制造性工程是再制造工程的重要理论内容,主要是研究如何在装备末端能够实现其最大价值的再制造利用,实现最大资源的再循环利用.再制造性工程的内容涵盖了装备全寿命周期的各个阶段,文中全面分析再制造性工程的概念、目标、任务、定量参数等内容,提出了再制造性工程的框架体系,为再制造性工程的研究提供了基础.     

基于小波变换的MAG快速成形焊缝截面建模

提出一种基于小波变换的焊缝截面形态建模方法。基于小波变换模极大原理提取了典型焊缝截面轮廓,分别采用三次样条、带约束的三次样条以及B样条曲线方法对提取的焊缝轮廓进行插值,并基于最小二乘法对插值后的焊缝边缘轮廓进行了数据拟合,得到了焊缝轮廓数学模型。结果表明,采用小波变换提取焊缝截面轮廓是可行的,带约束的三次样条曲线过渡平滑、无突变点,在该试验条件下得到的焊缝截面轮廓数学模型为正弦曲线。     

ZM5镁合金超音速微粒沉积Al-Si涂层的耐腐蚀性能

为提高镁合金的耐蚀性能,采用超音速微粒沉积技术在ZM5基体上制备Al-Si防护涂层。采用环氧面漆对涂层进行封孔处理,采用电化学方法和中性盐雾实验对镁合金基体、涂层及涂层封孔后的抗腐蚀性能进行测试。结果表明:防护涂层致密,缺陷少,可显著提高ZM5镁合金的耐蚀性能;腐蚀电流密度比基体降低2~3个数量级,阻抗模值提高2个数量级,而涂层封孔后耐蚀性能进一步提高。相比镁合金24 h严重腐蚀,涂层中性盐雾实验1 000 h仅轻微腐蚀,腐蚀造成的质量损耗较小,封孔后涂层未见明显腐蚀,可为镁合金提供长效防护。