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学者姓名：蒋凡
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摘要 ：
In response to the inconsistency between the features obtained by deep learning models and the quality features reflected by the physical laws of the welding process, this study proposes a solution by integrating a physical prior information model with a CNN model. Initially, the physical laws of the welding process are utilized to annotate the arc, weld pool, and weld seam features relevant to quality, which are then acquired through image processing algorithms, thereby converting the physical laws into a prior information model. Subsequently, this prior information model guides the CNN model for quality recognition, and the CNN model's attention to features is explained through visualization methods to elucidate the relationship between features and quality recognition. Experimental results demonstrate that under the guidance of the prior information model, the CNN model not only automatically focuses on features relevant to quality but also achieves a differential feature attention strategy, thereby improving the recognition accuracy of different outcomes. This research provides a new perspective for deep learning in the field of welding quality recognition.
关键词 ：
Variable Polarity Plasma Arc welding Variable Polarity Plasma Arc welding Convolution neural network Convolution neural network Prior physical knowledge Prior physical knowledge
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| GB/T 7714 | Chen, Shujun , Li, Tianming , Jiang, Fan et al. Enhancing VPPA welding quality prediction: A hybrid model integrating prior physical knowledge and CNN analysis [J]. | JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES , 2024 , 131 : 1282-1295 . |
| MLA | Chen, Shujun et al. "Enhancing VPPA welding quality prediction: A hybrid model integrating prior physical knowledge and CNN analysis" . | JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES 131 (2024) : 1282-1295 . |
| APA | Chen, Shujun , Li, Tianming , Jiang, Fan , Zhang, Goukai , Fang, Shitong . Enhancing VPPA welding quality prediction: A hybrid model integrating prior physical knowledge and CNN analysis . | JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES , 2024 , 131 , 1282-1295 . |
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摘要 ：
In this study, we address the influence of bypass current on physical quantities relevant to a hybrid variablepolarity plasma arc (HVPPA). Although bypass current is known to decouple heat transfer, the decoupling effect, which is important for process parameter design, has not been quantified. Therefore, we perform a numerical parametric study at a constant gas flow rate and using a torch structure parameterized by the bypass and plasma arc currents. We develop a coupled transient magnetohydrodynamic finite element model in a threedimensional face-symmetric configuration implemented in ANSYS FLUENT. The heat flux caused by electronic thermal motion and cathode sheath voltage empowerment of a cold cathode material is established in the modeling of an alternating current arc for the first time. The model reveals that the bypass current influences the temperature distribution of the hybrid arc and total heat flux of the base metal. The degree of heat transfer decoupling of the HVPPA is defined by the heat flux transferred to the base metal, which decreases as the bypass current increases. Moreover, the degree of decoupling differs between the electrode positive and negative phases. This signifies the importance of choosing the current ratio between the plasma and bypass arcs in the metal manufacturing process. The agreement between the fusion lines obtained from the experiment and simulation is analyzed to verify the accuracy of the calculations in this study.
关键词 ：
Decoupling degree Decoupling degree Numerical study Numerical study Hybrid variable-polarity plasma arc Hybrid variable-polarity plasma arc Bypass current Bypass current Magnetohydrodynamic flow Magnetohydrodynamic flow
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| GB/T 7714 | Xu, Bin , Gao, Xiangjun , Li, Cheng et al. Effects of bypass current on physical field and thermal decoupling in hybrid variable-polarity plasma arc [J]. | INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER , 2024 , 229 . |
| MLA | Xu, Bin et al. "Effects of bypass current on physical field and thermal decoupling in hybrid variable-polarity plasma arc" . | INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER 229 (2024) . |
| APA | Xu, Bin , Gao, Xiangjun , Li, Cheng , Miao, Qi , Jiang, Fan , Fan, Chenglei et al. Effects of bypass current on physical field and thermal decoupling in hybrid variable-polarity plasma arc . | INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER , 2024 , 229 . |
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摘要 ：
本发明公开了调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置和方法，该装置是在等离子增材制造条件下，通过对电弧的热力分布动态控制，调节电弧的热力作用，影响电弧的热力分布和热输入作用范围以及熔池流动行为，改善等离子弧增材制造中沉积层的形貌。同时该装置还与结构光相机相连，通过将相机提取到的表面信号与预设的沉积层形貌作比较所得的信息作为控制信号，控制动态推拉装置使钨极内缩量发生改变，改变沉积层的宽度和高毒，达到实时控制沉积层形貌的目标。
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| GB/T 7714 | 张国凯 , 许志合 , 蒋凡 et al. 调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置和方法 : CN202310479070.9[P]. | 2023-04-28 . |
| MLA | 张国凯 et al. "调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置和方法" : CN202310479070.9. | 2023-04-28 . |
| APA | 张国凯 , 许志合 , 蒋凡 , 陈树君 , 徐斌 , 彭勇 . 调控等离子弧热力分布改善等离子增材制造中沉积层形貌装置和方法 : CN202310479070.9. | 2023-04-28 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种铝合金氧化膜激光‑电弧复合清洗方法，涉及铝合金焊接/增材制造技术领域。该方法首先用激光清洗去除母材/工件表面一致深度的氧化膜，由于表面氧化膜/污渍厚度不一，激光清洗后表面残余氧化膜将以散点形式分布。后紧跟电弧阴极清洗，此时阴极斑点将自动寻找残余氧化膜，实现氧化膜的定点清洗。本发明能够最大程度地去除铝合金表面的氧化膜，清洗区域可自由调节，不会对母材组织造成明显不良影响，可以做到随清随焊，有效防止氧化膜的再生，工作效率得到明显提升。
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| GB/T 7714 | 蒋凡 , 刘豪 , 张国凯 et al. 一种铝合金氧化膜激光-电弧复合清洗方法 : CN202310645877.5[P]. | 2023-06-02 . |
| MLA | 蒋凡 et al. "一种铝合金氧化膜激光-电弧复合清洗方法" : CN202310645877.5. | 2023-06-02 . |
| APA | 蒋凡 , 刘豪 , 张国凯 , 许志合 , 陈树君 , 徐斌 et al. 一种铝合金氧化膜激光-电弧复合清洗方法 : CN202310645877.5. | 2023-06-02 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种基于交叉耦合电弧的多丝增材制造装置及控制方法，包括特制多丝增材焊枪、基板、气瓶、第一熔化极气体保护焊电源、第二熔化极气体保护焊电源、第一送丝机构、第二送丝机构、第三送丝机构、第四送机构。该装置利用两台熔化极气体保护焊电源、四台送丝机以及特制焊枪形成两条十字交叉的焊接回路，两个垂直电流产生的磁场作用于电弧之上，电弧出现特定绕弧行为，电弧绕行电极，产生两段C型电弧重叠耦合的U型电弧。U型电弧所产生热量主要用于熔化丝材，重力及沿重力方向的电弧力进行熔滴过渡，实现增材过程中热‑质‑力解耦，减少增材过程中对已成形沉积层热量输入，防止沉积层产生重熔缺陷，提高到热源利用率。
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| GB/T 7714 | 陈树君 , 许志合 , 张国凯 et al. 一种基于交叉耦合电弧的多丝增材制造装置及控制方法 : CN202310230979.0[P]. | 2023-03-12 . |
| MLA | 陈树君 et al. "一种基于交叉耦合电弧的多丝增材制造装置及控制方法" : CN202310230979.0. | 2023-03-12 . |
| APA | 陈树君 , 许志合 , 张国凯 , 蒋凡 , 徐斌 , 孔德诚 . 一种基于交叉耦合电弧的多丝增材制造装置及控制方法 : CN202310230979.0. | 2023-03-12 . |
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摘要 ：
本发明涉及纳秒激光技术领域，尤其是涉及一种单晶氧化铝和金属铜的连接方法，包括以下步骤：使用纳秒激光扫描单晶氧化铝和金属铜的待连接处，实现对单晶氧化铝和金属铜的连接，所述纳秒激光的脉冲宽度为50‑200ns，激光重复频率为50‑500KHz，激光功率为5‑15W，激光光斑直径为20‑50μm，所述纳秒激光扫描时，扫描速度为30‑200mm/s，扫描线间距为40‑200μm，扫描次数为1‑10次。本发明使用纳秒激光对单晶氧化铝和金属铜进行连接，相比于扩散连接、钎焊和氧化物烧结等传统方法，具备连接效率更高的优势，相对于飞秒激光连接而言其成本更低，且纳秒激光器的发展更为完善适于工业应用。
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| GB/T 7714 | 潘瑞 , 冯英豪 , 陈树君 et al. 一种单晶氧化铝和金属铜的连接方法 : CN202310369112.3[P]. | 2023-04-07 . |
| MLA | 潘瑞 et al. "一种单晶氧化铝和金属铜的连接方法" : CN202310369112.3. | 2023-04-07 . |
| APA | 潘瑞 , 冯英豪 , 陈树君 , 周韬帅 , 杨东 , 董志森 et al. 一种单晶氧化铝和金属铜的连接方法 : CN202310369112.3. | 2023-04-07 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种基于超快激光时域整形的蓝宝石焊接系统及加工方法，焊接系统包括激光发射系统，用于发射出超快激光束；激光整形系统，用于对激光发射系统发射处的超快激光束的整形；偏振分光系统，用于对激光整形系统输出的激光束进行水平方向和垂直方向的偏振分光；扫描振镜系统对输出偏光分光系统的激光束进行偏转控制，聚焦为激光焊接光束，至待焊接的蓝宝石和金属材料接触界面，对蓝宝石和金属材料进行焊接；激光发射系统发射的超快激光束，经过激光整形系统、偏振分光系统和扫描振镜系统后，形成激光焊接光路。本发明由时域整形得到的双脉冲或多脉冲子脉冲能量相比于传统超快激光较低，能够减少热应力的产生，提高能量利用率。
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| GB/T 7714 | 潘瑞 , 冯英豪 , 陈树君 et al. 一种基于超快激光时域整形的蓝宝石焊接系统及加工方法 : CN202310381554.X[P]. | 2023-04-11 . |
| MLA | 潘瑞 et al. "一种基于超快激光时域整形的蓝宝石焊接系统及加工方法" : CN202310381554.X. | 2023-04-11 . |
| APA | 潘瑞 , 冯英豪 , 陈树君 , 蒋凡 , 成巍 , 周韬帅 et al. 一种基于超快激光时域整形的蓝宝石焊接系统及加工方法 : CN202310381554.X. | 2023-04-11 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种基于磁场偏转电弧尾焰的丝弧增材制造中熔滴温度的测量装置，涉及电弧增材制造技术领域。送丝机构进给焊丝，在电弧的作用下形成熔滴；电磁铁施加外加磁场，来产生电弧尾焰偏转角使电弧与落入量热计中的金属熔滴相分离；金属熔滴滴入量热计中，量热计对铜圆柱的温度变化进行监测，计算出熔滴到达量热计表面的温度，利用红外热像仪检测熔滴的温度损失，并将这部分温度损失补偿至固体铜量热计所测得的熔滴温度，得到熔滴本身较为精确的温度值。本发明将电弧尾焰和熔滴轨迹相分离，以避免电弧尾焰加热固体量热计而干扰熔滴温度的测量，来提高熔滴温度测量的精度，这对增材制造的温度测量和成形机理研究具有重要理论意义和价值。
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| GB/T 7714 | 蒋凡 , 蔡新翰 , 李诚 et al. 一种基于磁场偏转电弧尾焰的丝弧增材制造中熔滴温度的测量装置 : CN202310645875.6[P]. | 2023-06-02 . |
| MLA | 蒋凡 et al. "一种基于磁场偏转电弧尾焰的丝弧增材制造中熔滴温度的测量装置" : CN202310645875.6. | 2023-06-02 . |
| APA | 蒋凡 , 蔡新翰 , 李诚 , 张国凯 , 徐斌 , 彭勇 . 一种基于磁场偏转电弧尾焰的丝弧增材制造中熔滴温度的测量装置 : CN202310645875.6. | 2023-06-02 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种可调节电弧热力分布的等离子‑TIG一体化焊接设备，包括等离子焊枪和控制电路。所述等离子焊枪包括等离子电弧电源、高频发生器和钨电极；所述等离子电弧电源通过高频发生器与钨电极连接，钨电极正对工件；控制电路包括动态推拉装置，动态推拉装置和钨电极连接。该设备改进等离子焊接电路和起弧方式，进行等离子焊接时，起弧前利用动态推拉装置让钨极下移，减小工件与钨极之间的距离，使电弧与工件直接起弧，起弧后利用动态推拉装置让钨极向上移动，回收到喷嘴中，利用机械压缩、热压缩以及磁压缩的三重作用，形成稳定的拘束电弧，进入到等离子焊接正常工作状态，实现等离子焊接和TIG焊接的转化。
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| GB/T 7714 | 张国凯 , 许志合 , 蒋凡 et al. 一种可调节电弧热力分布的等离子-TIG一体化焊接设备 : CN202310479065.8[P]. | 2023-04-28 . |
| MLA | 张国凯 et al. "一种可调节电弧热力分布的等离子-TIG一体化焊接设备" : CN202310479065.8. | 2023-04-28 . |
| APA | 张国凯 , 许志合 , 蒋凡 , 陈树君 , 徐斌 , 彭勇 . 一种可调节电弧热力分布的等离子-TIG一体化焊接设备 : CN202310479065.8. | 2023-04-28 . |
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摘要 ：
本发明公开了变极性等离子弧焊连续变位置时熔池状态预测控制方法及装置，使用卷积神经网络+长短期记忆神经网络(CNN+LSTM)的模型预测小孔熔池后壁夹角。超前预测出的小孔熔池后壁夹角超过标准的小孔熔池后壁夹角阈值范围时，对后壁面驻点快速送丝，从而使得小孔熔池后壁夹角处于相对应的阈值范围内，进而提前遏制了小孔熔池的失稳及保证了良好的焊缝成形质量。
引用：
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| GB/T 7714 | 蒋凡 , 向鹏霖 , 张国凯 et al. 变极性等离子弧焊连续变位置时熔池状态预测控制方法及装置 : CN202310525584.3[P]. | 2023-05-11 . |
| MLA | 蒋凡 et al. "变极性等离子弧焊连续变位置时熔池状态预测控制方法及装置" : CN202310525584.3. | 2023-05-11 . |
| APA | 蒋凡 , 向鹏霖 , 张国凯 , 徐斌 , 刘靖博 , 成巍 et al. 变极性等离子弧焊连续变位置时熔池状态预测控制方法及装置 : CN202310525584.3. | 2023-05-11 . |
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