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直接时效对电弧增材制造18Ni350马氏体时效钢组织和性能的影响

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材料工程 2025年

作者：段梦伟柏关顺郭顺王浩章晓勇黄勇彭勇周琦王克鸿南京理工大学材料科学与工程学院南京理工大学受控电弧智能增材技术工信部重点实验室特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室中国兵器科学研究院宁波分院

采用电弧增材工艺制备18Ni350马氏体时效钢(M350)直壁构件，通过直接时效热处理调控其微观组织与力学性能，研究不同时效条件(时效温度，时效时间)对电弧增材制造M350组织和性能的影响。结果表明：直接时效过程中，在Ni，Mo和Ti三种元... 详细信息

采用电弧增材工艺制备18Ni350马氏体时效钢(M350)直壁构件，通过直接时效热处理调控其微观组织与力学性能，研究不同时效条件(时效温度，时效时间)对电弧增材制造M350组织和性能的影响。结果表明：直接时效过程中，在Ni，Mo和Ti三种元素偏析的枝晶间区域发生马氏体相向奥氏体相逆转变，且随时效温度升高和时效时间延长，逆转变奥氏体尺寸与数量增加，显微硬度、屈服强度和极限抗拉强度呈现先增大后减小趋势，在530 ℃时效3 h达到峰值，分别为534HV，1600，1658 MPa，同时断后伸长率保持在13%以上。此外，电弧增材制造M350存在各向异性，在峰值时效条件下各向异性差值达到最大，屈服强度差360 MPa，极限抗拉强度差287 MPa。

关键词：电弧增材制造马氏体时效钢直接时效奥氏体逆转变各向异性

基于焊道尺寸控制的电弧增材成形高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢交织结构

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材料工程 2020年第1期48卷 54-60页

作者：姚祥宏周琦王克鸿章晓勇苏州热工研究院有限公司江苏苏州215004 南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

采用高氮奥氏体钢与316L不锈钢丝材,对高氮奥氏体不锈钢熔覆焊道、单道多层、单层多道表面成形特性进行分析,筛选适宜的工艺参数。通过控制两种材料焊道尺寸,获得最适用于成形异材交织结构的工艺参数。利用不同道间距实验得到异材焊道... 详细信息

采用高氮奥氏体钢与316L不锈钢丝材,对高氮奥氏体不锈钢熔覆焊道、单道多层、单层多道表面成形特性进行分析,筛选适宜的工艺参数。通过控制两种材料焊道尺寸,获得最适用于成形异材交织结构的工艺参数。利用不同道间距实验得到异材焊道的最佳道间距,并采用合理路径,制备电弧增材成形交织结构。结果表明:工艺参数的变化对高氮奥氏体不锈钢焊道表面成形特性影响极大,易出现气孔;提出异材焊道几何尺寸、截面面积匹配误差法,获得最佳工艺参数:其中高氮奥氏体钢丝材的送丝速率为5.7 m/min,316L不锈钢丝材的送丝速率为5.6 m/min,焊接速率均为0.6 m/min。通过降低起弧次数,采用闭合路径,提高了异材交织结构成形精度,减少了后处理加工。

关键词：交织结构高氮奥氏体不锈钢成形特性几何尺寸匹配误差法路径

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基于含避障角人工势场法的机器人路径规划

农业机械学报 2024年第1期55卷 409-418页

作者：万俊孙薇葛敏王克鸿章晓勇南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 江苏理工学院汽车与交通工程学院常州213001

针对基于距离的人工势场法(Artificial potential field, APF)存在的局部极小值问题,提出了一种含避障角的人工势场法的避障路径规划方法。在平面环境中,采用斜率判定路径规划过程中的位置关系,通过机器人当前点到障碍物的距离与障碍物... 详细信息

针对基于距离的人工势场法(Artificial potential field, APF)存在的局部极小值问题,提出了一种含避障角的人工势场法的避障路径规划方法。在平面环境中,采用斜率判定路径规划过程中的位置关系,通过机器人当前点到障碍物的距离与障碍物的影响半径二者之差得出人工势场法中的排斥力,并对排斥力的偏转角进行调整;另外,在空间环境中利用圆弧插补理论将机器人平面避障问题转换为空间避障问题;基于机器人构型配置对改进人工势场法进一步完善以满足实际避障要求。仿真和实验研究结果表明,含避障角的人工势场法,在单个或多个障碍物环境中进行避障路径规划时解决了局部极小值的问题,同时实现了6自由度机器人末端在避障时的轨迹曲线平滑无振荡,验证了所提出避障路径规划方法的可行性。

关键词： 6自由度机器人人工势场法避障角避障偏转角度圆弧插补

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CMT Cycle Step工艺参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响

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焊接学报 2023年第5期44卷 95-101,I0008,I0009页

作者：周春东章晓勇彭勇王克鸿王剑春周明常州大学怀德学院靖江214500 南京理工大学受控电弧智能增材技术工信部重点实验室南京210094 江苏靖宁智能制造有限公司靖江214500

采用CMT Cycle Step焊接工艺进行平板堆焊正交试验,研究了送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响,建立了各参数与焊缝表面鱼鳞纹步长S、焊缝熔宽B、堆焊层厚度h之间的回归模型.结果表明,... 详细信息

采用CMT Cycle Step焊接工艺进行平板堆焊正交试验,研究了送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响,建立了各参数与焊缝表面鱼鳞纹步长S、焊缝熔宽B、堆焊层厚度h之间的回归模型.结果表明,随着焊接速度、熔滴数量和间隔时间的增大,焊缝表面鱼鳞纹步长S呈逐渐增大的趋势.适当减小焊接速度和间隔时间,可有效减小焊缝表面高度差Δh,提高焊缝表面成形质量.随着送丝速度和熔滴数量的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h均逐渐增大;随着焊接速度的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h逐渐减小.根据理论分析和回归分析得到准确性较高的回归方程,为预测焊接焊缝成形以及优化焊接工艺参数提供理论依据.创新点:(1)系统研究了CMT Cycle Step焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,有助于采用该方法解决点焊、热敏感材料焊接、电弧增材制造等领域的相关技术难题.(2)建立了CMT Cycle Step焊接工艺的送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸回归模型,为预测焊缝成形以及优化焊接工艺参数提供理论依据.(3)对CMT Cycle Step焊缝表面特征纹路—鱼鳞纹进行量化评价,探究工艺参数对焊缝表面鱼鳞纹步长S和表面高度差Δh的影响规律,有利于获得高表面平整度的焊缝.

关键词： CMT Cycle Step 焊缝表面特征纹路正交试验焊缝成形

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基于PTA工艺的高氮钢熔滴过渡特性

焊接学报 2024年第5期45卷 56-63页

作者：程中光章晓勇贾冬生王克鸿王敬孙志磊南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 内蒙古第一机械集团有限公司包头014031 江南造船(集团)有限责任公司上海201913

丝材+电弧增材制造(wire and arc additive manufacturing, WAAM)适用于一体化成形大型复杂结构组件,在保证高氮钢增材结构件性能的同时,进一步提升高氮钢丝材的沉积速率,需要对不同直径高氮钢丝材的等离子弧增材工艺特性进行研究.通过... 详细信息

丝材+电弧增材制造(wire and arc additive manufacturing, WAAM)适用于一体化成形大型复杂结构组件,在保证高氮钢增材结构件性能的同时,进一步提升高氮钢丝材的沉积速率,需要对不同直径高氮钢丝材的等离子弧增材工艺特性进行研究.通过设计不同的送丝高度和送丝速度对高氮钢增材过程中的飞溅行为,及焊道N元素含量的变化进行研究,分析等离子弧增材制造中HNS6-N5高氮钢丝材的熔化特性和飞溅过程.结果表明,送丝速度和送丝高度决定了高氮钢熔滴的过渡模式,也影响了焊道成形与工艺稳定性.在相同的热输入下,随着送丝速度的减小,熔滴的飞溅行为更加剧烈,同时焊缝中的N元素含量呈现下降趋势,随着送丝速度的增加,焊缝中的N元素含量逐渐增加,综合调节丝材直径、送丝速度与送丝高度可以获得过程稳定、熔滴过渡飞溅、焊缝氮含量高、熔覆效率高的增材效果.

关键词：高氮钢熔滴过渡氮损失增材效率

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探析小学数学课中“授之以渔”

课堂内外（教师版）（初等教育） 2017年第4期 52-52,54页

作者：章晓勇襄州区张湾办事处中心小学湖北襄阳441104

课堂小天地，学习大舞台，教师要充分利用好数学课堂提供的空间和舞台，采取有效的教学手段和措施，使教学过程成为学生自我探索、自我创新的过程，不断培养学生的创新精神和实践能力，达到全面提高学生数学素质的目的。

关键词：自学讨论交流

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数学课堂有效反思促进教师专业成长

小学数学教育 2019年第13期 19-21页

作者：章晓勇湖北省襄阳市襄州区张湾办事处中心小学

反思是教师对教学过程的再认识、再思考、再探索、再创造,是一种通过提高参与者的自我觉察水平来促进自身专业素质的提高、促进能力发展的一种批判性思维活动。它可以对教学活动过程中的成功之处、不足之处、教学机智、教学创新等进行... 详细信息

反思是教师对教学过程的再认识、再思考、再探索、再创造,是一种通过提高参与者的自我觉察水平来促进自身专业素质的提高、促进能力发展的一种批判性思维活动。它可以对教学活动过程中的成功之处、不足之处、教学机智、教学创新等进行真实记录与思考。波斯纳提出了一个教师成长的公式“教师的成长=经验+反思”,并指出:“没有反思的经验是狭隘的经验,至多只能形成肤浅的知识。只有经过反思,教师的经验方能上升到一定的髙度,并对后继行为产生影响。”

关键词：教师专业成长数学课堂教学过程专业素质自我觉察思维活动能力发展活动过程

TC4-TA1等离子弧增材制造单道模型及成形研究

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热加工工艺 2019年第14期48卷 58-62页

作者：秦伟铭王克鸿叶约翰章晓勇南京理工大学材料科学与工程学院

合适的焊道尺寸及道间距对于控制增材制造过程中工件的表面成形起到至关重要的作用。采用高能量密度的等离子弧为热源,研究了两种材料(TC4钛合金、TA1纯钛为丝材)沉积单道的成形特性及焊道截面模型。结果表明:电流一定(ITC4=130A,ITA1=1... 详细信息

合适的焊道尺寸及道间距对于控制增材制造过程中工件的表面成形起到至关重要的作用。采用高能量密度的等离子弧为热源,研究了两种材料(TC4钛合金、TA1纯钛为丝材)沉积单道的成形特性及焊道截面模型。结果表明:电流一定(ITC4=130A,ITA1=140A)、熔积比n∈(0,16)时,TC4、TA1沉积单道截面均为抛物线模型,且n∈(6,10)时拟合误差值小于2.5%;筛选出最佳增材工艺参数,TC4:电流为130A、送丝速度为1.8m/min、行走速度为3.5mm/s;TA1:电流为140A、送丝速度为1.8m/min、行走速度为3.5mm/s。异种材料增材最佳道间距为0.738W(W为单道宽度)。

关键词： TC4-TA1 等离子弧增材沉积单道模型工艺参数道间距

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多维异质异构大型构件智能增材制造研究进展

科学通报 2024年第17期69卷 2401-2416页

作者：王克鸿彭勇段梦伟章晓勇黄勇贺申陈振文郭顺李晓鹏南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 南京理工大学受控电弧智能增材技术工信部重点实验室南京210094 特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室包头014030

电弧增材是近年发展起来的一种高效率、低成本、高性能、低精度整体制造方法,可成形超高强钢、轻合金等多种金属构成的一体化高性能构件.电弧-激光复合、增材-形变、增材-减材等复合成形技术,可进一步提高成形精度,提升构件韧性,更好地... 详细信息

电弧增材是近年发展起来的一种高效率、低成本、高性能、低精度整体制造方法,可成形超高强钢、轻合金等多种金属构成的一体化高性能构件.电弧-激光复合、增材-形变、增材-减材等复合成形技术,可进一步提高成形精度,提升构件韧性,更好地成形异质异构构件.本文从多维异质异构概念内涵、电弧复合增材技术、电弧增材过程智能控制等方面对多维异质异构大型构件智能电弧增材技术进行了综述,重点分析了增材过程参数-熔池视觉-应力-变形等协同传感技术;利用深度学习等人工智能方法,在线调整工艺参数,控制缺陷、抑制应力、减小变形,研制的大型多维异质构件多机器人智能复合增材装备,最大可增材10 m×4 m×4 m多金属构件;分析了电弧增材构件微观组织演变、静(动)态力学性能和抗超高速冲击性能特征;最后,指出了多维异质异构增材技术的4大发展趋势.

关键词：多维异质异构多维大型复杂构件受控电弧增材智能控制