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等离子体电弧加热器是采用电极放电产生电弧的方法将气体加热到高温状态（几千至上万度高温），可以用来模拟高速飞行器，如飞机、火箭、高超音速导弹、太空探测器等在飞行过程中所承受的高温、高压外部环境，对研究飞行器在特殊太空条件下所使用材料的耐烧蚀性、隔热性能等参数具有重要意义。为了使电弧加热器地面模拟更接近实际飞行器的再入环境，真实地考核再入飞行器防热材料的性能，以便做到精确的防热设计，从而降低飞行器的制造和发射成本，需要高性能的电弧加热器来满足各种地面模拟试验。   技术特点: 容量大、组合灵活，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。 主要技术指标： 电源输出参数为直流3000A/21000V，或6000A/10500V。根据不同电路拓扑组合，方便适用于其他参数要求。   应用范围： 该电源为电弧加热器地面模拟试验系统提供直流电源，适用于管弧加热器、长分段加热器、碟片加热器等，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。

广泛应用于汽车、锅炉及装备制造等行业的不锈钢焊管是我国钢铁行业重点发展的高端不锈钢精品深加工产品，其由钢带卷制成管而由钨极氩弧焊接（TIG）而成，但在高速焊接生产过程中会出现咬边和驼峰焊道成形缺陷，成为不锈钢管高效焊接生产的技术“瓶颈”和行业技术发展的堵点、难点。基于此，通过研究揭示不锈钢管TIG焊接生产提速后出现的咬边、驼峰焊道表面成形缺陷形成机理，提出利用辅助TIG电弧对熔池进行热力联合调控抑制高速TIG焊接过程中咬边和驼峰焊道的形成，发明了列置双TIG电弧（Tandem TIG）高效低能耗焊接工艺，将咬边和驼峰焊道缺陷防止在萌芽状态；与单TIG焊相比，焊接速度提高1倍以上，能耗降低20%以上，很好地解决了焊接高质量和高效率难平衡的问题；开发了钨极烧蚀在线监测系统和不锈钢管在线固溶热处理系统，实现了不锈钢管高效、低能耗、低成本焊接生产，提升了不锈钢焊管行业技术水平。在此基础上，基于相同热力调控理念开发了TIG电弧辅助MIG/MAG电弧高速焊接工艺，焊接速度提高75%。项目累计授权发明专利5件，制定团体标准2项，工信部认定节能技术1项，获中国专利优秀奖等科技奖励6项。项目成果推动和引领不锈钢焊管生产向高效、低能耗方向发展，具有显著的技术优势和应用前景。 （a）工艺原理 （b）列置双TIG电弧和熔池图像 图1 列置双TIG电弧高速焊接工艺原理 （c）铁素体不锈钢焊管 （d）奥氏体不锈钢焊管 图2 不锈钢管列置双TIG电弧高速焊接生产 图3 钨极烧损在线监测系统 图4 奥氏体不锈钢管高速焊接生产过程中在线固溶热处理工艺流程

成果简介高压电网关闭和切断时， 由于电网电压过高会产生强烈的电弧。 高压电弧破坏作用非常大， 轻者减少断路器使用寿命， 重者甚至会烧毁仪器和伤害操作人员。所以在高压断路器中， 灭弧设备是必要的。 纵观现在的灭弧设备， 大多是被动灭弧。 灭弧装置复杂、 成本高， 且效果差异很大。 现在国家电网建设发展速度很快，电压等级越来越高， 需要一个能根本解决电弧的开关； 同时在开关大型电机时由于自感作用电弧也非常大， 同样需要这样一个能根本灭弧的开关。本项目是依据交流电中的特点进行开关动作， 依据

本发明公开了一种等离子喷嘴，包括与阴极配合产生等离子体射流的阳极，所述阳极内设有用于流通等离子体射流的喷射通道以及用于向喷射通道注入悬浮液的供料通道，所述阳极内还设有通入雾化气体的气体输入通道，使所述气体输入通道内的压力高于供料通道内的压力，所述气体输入通道与供料通道之间设有使雾化气体注入供料通道泡状雾化悬浮液的连通通道；本发明还公开了一种带有上述喷嘴的喷枪以及喷涂方法；本发明将泡状雾化结构整合在阳极上，结构简单紧凑，等离子体射流内的悬浮液液滴小，分布均匀，提高纳米粒子喷涂效果，且可以在现有的直流等离子喷涂装置进行改造得到，不需要结构更新，改造成本较低。

成果与项目的背景及主要用途： 随着现代工业的高速发展，对各种机械设备的表面性能要求越来越高。很多机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。摩擦会导致大量机械能的损耗，并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。据统计，工业化国家有 30%的能源消耗于摩擦。对于一个高度工业化的国家，每年因摩擦磨损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的 1-2%。因此，为了提高机械零件的可靠性，延长其使用寿命，国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的研究和探索。 表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆，表面改性或者多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，从而获得所需要表面性能的系统工程。表面工程的最大优势在于可以用多种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。 技术原理与工艺流程简介： 超音速火焰喷涂是利用丙烷，丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上，将粉末送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态，并加速到高达 300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，从而获得高结合强度、致密的高质量的涂层。 1）TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统特点 1、焰流速度达到 2000m/s，火焰功率 100kw 2、径向送粉和轴向送粉一体化设计 3、自动化程度高，稳定性能可靠 4、对冷却水压力实行实时监控，安全可靠 5、直接用丙烷点火，不用外加氢气 6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气，压力为当前国际同类设备一半 2）所制备 WC-12Co 涂层特点 涂层致密、涂层的孔隙率低于 1%。由于涂层内部应力为压应力，涂层厚度可达五毫米以上。 技术水平及专利与获奖情况： 100 千瓦级 TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统由天津大学热喷涂实验室开发研制，是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。适用于喷涂制备耐磨损高硬度 WC-Co、Cr3C2-NiCr 硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优越的镍基自熔合金涂层。 应用前景分析及效益预测： 热喷涂技术是近年来表面工程中发展十分迅速的一门技术，在表面工程的领域占有非常重要的地位。热喷涂技术在提高零件表面性能，延长零件使用寿命和降低维修成本和节约资源等方面有重要的作用。与常规火焰喷涂不同的是本系统采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量的燃料并用高压氧气助燃，从而获得了极高速度的燃烧焰流。由于喷涂颗粒以超音速飞行而撞击到工件表面，因此涂层结合强度、致密度和硬度均非常高。 应用领域：造纸印刷、石油机械、水轮机组、钢铁冶金、电站锅炉等领域 合作方式及条件：面议

本发明公开了一种电弧增材和铣削加工装置，属于电弧增材技术领域。其包括电弧增材单元和铣削加工单元，所述铣削加工单元包 括铣削加工头，所述铣削加工单元和所述电弧增材单元相连接，电弧 增材单元包括焊枪、支撑板、滑块、固定槽、固定板、步进电机以及 丝杠，焊枪一端与滑块固定，焊枪另一端穿过支撑板的通孔，支撑板 与步进电机相固定，固定板也与步进电机相固定，固定槽与固定板相 固定，步进电机的输出轴连接有丝杠，丝杠穿过滑块上开设的螺纹通 孔。本发明装置能一次性进行增材制造和切削加工，使工件的加工精 确满足使用要求。

多孔表面对水、氟利昂、液氮、烯烃类、苯、乙醇等多种工质的沸腾换热均有显著的强化作用，故又将其称为高效强化沸腾换热表面。因而，具有多孔表面的高通量换热管以其优异的沸腾换热性能用于各种具有相变的换热过程，如蒸发器、再沸器、冷凝器、汽化器等，在石油、化工、冶金、海水淡化、电子芯片散热等领域具有广泛的应用前景。根据多孔表面强化传热机理，大量具有适当尺寸的连通孔隙是保证高效传热强化的决定性因素。因此，烧结法、热喷涂法、机械加工法等方法应用于多孔表面的制造研究。该技术采用火焰喷涂方法，将铁基合金粉末与低熔点合金元素相混合，降低了喷涂多孔层的火焰温度，减小了多孔层中铁基粉末颗粒的变形尺寸，增加了孔隙率，提高了多孔层中孔隙的连通性，保证了多孔层与基体的结合强度，工艺简单，成本低，加工周期短，生产效率高；传热性能好，能有效强化沸腾传热，可以满足工业化应用的要求。可用于石油化工、化工等工业用蒸发器、再沸器、冷凝器、汽化器等。

开发出离心喷雾干燥附加热处理的方法，实现对超细 / 纳米粉末团聚造粒。本技术工艺步骤简单易行，重复性好，造粒后热喷涂粉末具备优良的热喷涂工艺适用性：粒度分布 5—30µm 和 10— 45µm 两个级别，球形度 >95%，松装密度 3.0—5.0g/cm3，流速 <18s/50g。该团聚造粒技术已批量生产 WC 基耐磨、耐蚀涂层所需热喷涂粉末。 研发出高性能超细 / 纳米结构 WC 基涂层制备所需的复合粉最佳成分、喷涂粉末合适粒径分布和热喷涂工艺等关键技术参数，进而发明了控制脱碳和晶粒粗化的超细 / 纳米结构硬质合金涂层的创新制备技术。与常规粗粉涂层相比较，组织致密，粘接相分布均匀，表面质量高，具有优良的强韧性配 合。涂层性能检测结果：显微硬度≥ 1350 HV0.3，截面平均孔隙率≤ 0.5%，结合强度≥ 65MPa, 依据ASTM G65-04（2010）标准，在相同测试条件下本涂层的磨损速率较同种成分进口 WC 基热喷涂粉末制备涂层的磨损速率下降了 30%—50%。