一种磁力搅拌的 CO₂激光 TIG 电弧复合焊接方法。本发明公开了一种通过纵向磁场实现熔池磁力搅拌的方法，在CO₂激光 TIG 电弧复合焊接基础之上增加纵向磁场实现焊接组织晶粒细化及能量耦合效率提高的功能，其通过合理的功率、焦距、离焦量、氦保护气体流量CO₂激光工艺参数，钨极直径 D、弧长、焊接电流、气体流量等 TIG 电弧工艺参数，以及感应强度、频率等纵向磁场工

本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；

本项目从电器极间电弧放电特性、电接触表面动力学特性的界定及分析、电接触材料的转移、电弧对电接触材料的侵蚀机理和电接触数学模型五个方面进行实验、分析和理论研究。揭示了金属蒸汽电弧比气体电弧对触头材料侵蚀严重的本质；首次建立了反映电弧状态转换规律的蝴蝶型突变模型：首次建立了反映电弧状态转换规律的蝴蝶型突变模型：首次提出并界定了受电弧能量作用的电接触表面动力学特

研发阶段/n本发明涉及一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，采用热喷涂方法，首先在金属材料表面喷涂熔点低于涂层材料和基体材料的钎料层，再在钎料层表面喷涂所需要制备的涂层，然后对涂层表面进行等离子焰流加热，使钎料层熔化，熔化后的钎料层将涂层和基材焊接在一起，冷却后涂层和基材之间产生冶金结合。本发明通过钎焊方法对热喷涂层进行强化，涂层和基材之间产生冶金结合，获得的热喷涂涂层的结合强度（剪切拉伸强度）大于２５０ＭＰａ。

热喷涂是通过对传统激光熔覆的光学准直、聚焦和整形以及与之配合送粉头的重新设计从而实现均匀薄涂层的高速熔覆技术，目前受到广泛关注。由于兼具热喷涂快速沉积涂层特性以及激光熔覆冶金结合的特点,有望成为规则表面实现替代电镀硬铬的新方法。冷喷涂是利用超音速气流获得高速粒子使其通过固态塑性变形沉积而制备技术的方法。超高速激光熔覆相比于传统激光熔覆，激光能量主要作用粉末，能量分配：基材 20%，粉末 80%，粉末温度高于熔点，修复产品表面粗糙度可小于 20 微米，修复厚度可低至 30 微米。

本项目利用激光热喷涂法在喷涂过程中可实现构成非晶涂层，应用于海洋工程的长效重防腐，解决了海洋工程装备防腐蚀难题。本项目研发的激光热喷涂防腐材料和相关的涂层封闭体系，获得了非晶铝涂层在相应腐蚀体系下的耐蚀机理，技术先进，无环境污染，是目前绿色制造领域提倡的具有前瞻性和前沿性的高新技术。主要关键技术：（1）激光热喷涂非晶铝涂层形成微晶和非晶质材料抗腐蚀技术；（2）激光热喷涂非晶铝涂层表面完整性控制技术；（3）激光热喷涂非晶铝涂层与基体形成冶金结合抗冲蚀技术。 本项目拥有自主知识产权的激光

成果简介在钢铁企业规模快速发展的同时， 大量备件的消耗给资源、 能源造成巨大浪费， 而市场竞争的日趋激烈又给降低生产成本带来巨大压力。 经验证明， 应用表面技术在实现备件长寿化方面显现出卓越的功效。 超音速喷涂产品涂层具有硬度高、 涂层孔隙率小、 涂层结合强度高、 涂层无分层现象以及涂层表面粗糙度低等优点， 代表着当前表面技术应用方面国际先进水平。 该项目的投建， 将可对冷轧生产线镀锌池内的沉没辊和稳定辊， 连退炉中的高中低温段炉辊， 张力辊、 纠偏辊、 转向辊等各种工艺辊以及板坯连铸

本发明提供一种电弧熔丝增材制造复合无针搅拌摩擦制备金属构件的方法，采用电弧熔丝增材制造工艺，按照预设打印程序在基板上从第一层开始以向上生长的方式逐层沉积，直到沉积最后一层，获得所需金属构件；其中，在第一层至最后一层的沉积过程中，对每一层沉积层均采用无针搅拌摩擦进行处理，提高当前沉积层的表面精整度，并消除沉积层表面的氧化层，加深下一层沉积层与当前沉积层之间相互融合的程度，同时通过无针搅拌摩擦重新分布当前沉积层的残余应力并消除偏析，从而提高相邻沉积层之间的层间结合性。

研发阶段/n一种等离子喷涂制备三元硼化物基金属陶瓷涂层的方法，其特征是：采用等离子喷涂方法，在钢铁材料表面通过原位反应获得三元硼化物（ＭｏＦｅＢ↓［２］）基金属陶瓷涂层，再经过正火（或淬火＋回火）热处理后，使涂层和钢铁材料之间产生化学反应，形成反应界面；等离子喷涂粉末组成的质量百分比：２５％～４０％ＦｅＢ、３５％～５０％Ｍｏ、１％～１０％Ｎｉ、１％～１０％Ｃｒ、１０％～２０％Ｆｅ，各组分之和为１００％；粉末粒度５～２０μｍ。本发明获得的涂层硬度达８９ＨＲＡ，结合强度达３５０ＭＰａ，耐磨性是Ｗ１８Ｃｒ

研发阶段/n铝合金表面反应喷涂及搅拌摩擦焊接的复合涂层及其制备方法　　本发明涉及一种铝合金表面Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＢ２＋Ａｌ复合涂层及其制备方法，该复合涂层采用热喷涂方法，在铝合金表面反应合成Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＢ２＋Ａｌ复合涂层，热喷涂粉末组成的质量百分比为：２０％～４０％的Ａｌ粉末、３０％～５０％的ＴｉＯ２粉末、２０％～５０％的Ｂ２Ｏ３粉末，各组分之和为１００％；粉末粒度５～２０μｍ。再将涂层经过搅拌摩擦焊接，使涂层中的孔隙消除，涂层的致密度提高；涂层中的Ａｌ产生强烈的塑性变形，并发生再结晶，晶粒细化，