最新刊期
      2021 年 第 5 期

        焊接自动化与智能化

      • 李亚南,田仁勇,吴向阳,张志毅,刘沅伟
        2021, 51(5): 1-6. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.01
        摘要：转向架构架是高速列车的重要部件,构架的焊接质量是决定转向架质量的关键因素,迫切需要通过信息化系统加强其焊接生产作业过程管控。介绍了基于物联网、大数据、云计算技术构建的转向架构架焊接生产过程管控平台——智能焊接群控系统,对焊机状态进行实时监控,实现焊接工艺参数在线控制、焊接过程数字化管理以及数据统计分析等,提高了焊接生产管理能力,为管理者对生产过程进行优化、资源调配、焊工考核提供重要的数据支持。  
        关键词：焊接管控;群控系统;转向架构架焊接;数字化管理   
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        发布时间：2022-03-14
      • 刘明,黄增好,曹彪,曾家铨,田然
        2021, 51(5): 7-12. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.02
        摘要：为了解决漆包线电阻点焊过程中焊点难以精确定位,并由此产生虚焊、焊偏及漏焊等焊接质量问题,设计了一种基于机器视觉的漆包线组装识别与电阻点焊定位系统。分析漆包线点焊定位过程中的各种不良组装模式,研究识别与定位系统的图像处理算法,制订了定位策略及规则。首先利用模板匹配提取ROI,得到漆包线与焊盘所在区域图像;其次采用阈值分割、形态学处理、Laplacian算子等图像处理算法,识别并剔除定位过程中的不良组装模式;最后通过边缘提取并采用合适的算法得到最佳焊点位置。实验结果表明,定位系统能有效剔除不良模式,准确提取并输出最佳焊点位置坐标,识别与提取所需时间短,能够满足漆包线自动化点焊要求。  
        关键词：机器视觉;图像处理;边缘提取;定位;自动化   
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        发布时间：2022-03-14
      • 李素萍
        2021, 51(5): 13-15. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.03
        摘要：焊接变位机是焊接机器人工作站的重要组成部分,以多种桥壳产品焊接项目为例,概述三轴翻转变位机在机器人焊接工作站中的典型设计思路和应用实例,包括三轴翻转变位机的主要结构设计、技术参数和工作原理。重点分析三轴翻转变位机的工作原理与功能实现。经实践证明,此三轴翻转变位机焊接效果好,自动化程度高,人工操作灵活方便,确保了桥壳焊接质量并满足了焊接要求,对后续项目具有重要的借鉴价值。  
        关键词：机器人焊接工作站;三轴翻转变位机;设计思路;结构分析;技术参数   
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        发布时间：2022-03-14
      • 徐健,熊建坤,张峻铭,杨林,许德星,吴海峰,杨建平
        2021, 51(5): 16-23. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.04
        摘要：采用机器人自动焊方法对核级空心叶片进行焊接试验,并与手工焊进行对比,分析了焊接接头的微观组织和硬度分布,优化了自动焊接工艺参数。组建自动焊智能焊接系统,设计了仿形体结构工装夹具,与多变位机工位联动搭建自动焊生产线,完成空心叶片试验件的试制,通过试验验证其生产效率较传统手工焊接提升1倍。通过焊接数值模拟分析研究了空心叶片焊接位置和分段焊方案,并与实际叶片焊接进行对比分析,结果表明,自动焊焊接变形趋势与实际焊接过程基本一致,焊缝成形良好。通过研究空心叶片自动焊系统,可以提高核电五级空心叶片焊接的经济性和可靠性,更好地满足产品质量要求,具有较大工程应用价值。  
        关键词：核电;空心叶片;自动焊;生产线;数值模拟   
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        发布时间：2022-03-14
      • 张忠科,张栋,王希靖,陈克选
        2021, 51(5): 24-29. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.05
        摘要：电火花沉积可制备硬度高、耐磨性和耐腐蚀性优异的强化涂层,能显著提高机械零部件的性能和使用寿命,传统电火花沉积主要依靠人工操作。基于Labview开发平台设计了一套电火花自动沉积监控系统,其硬件主要由PC机、Arduino控制卡、步进电机等组成,该系统具有运动控制、运动反馈、数据采集、沉积轨迹设置和显示等功能,并在沉积路径规划中加入了Bresenham算法,实现了电火花沉积过程的自动控制。  
        关键词：LabVIEW;伺服控制系统;电火花沉积;Bresenham算法   
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        发布时间：2022-03-14
      • 刘伟,李亚展,吴忠友
        2021, 51(5): 30-33. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.06
        摘要：对"1+X"《特殊焊接技术》教材的研究开发背景、目的意义、内容架构及主要特色进行了介绍,围绕以专业知识为基础,以项目应用为导向,以专业技能为核心的编写原则,充分体现职业技能认知规律和技能等级逐级递进的特点。指出焊接机器人的广泛应用深刻地改变着焊接产业发展布局,随着汽车生产行业的快速发展,对点焊机器人设备和技能人才需求不断提高,因此,开展"点焊机器人"模块内容的研究与开发,对于加快职业院校点焊机器人技术技能人才的培养具有重要的指导作用。  
        关键词：1+X;特殊焊接技术;点焊机器人   
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        发布时间：2022-03-14
      • 徐少峰,柏忠炼,叶义海,杨彪,薛敬凯,李诗易
        2021, 51(5): 34-41. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.07
        摘要：为优化核级支管座焊缝结构的OVERLAY堆焊修复工艺,基于有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,结合双椭球热源、生死单元技术,采用热-力顺序耦合计算方式对堆焊修复过程进行数值模拟,研究了结构在堆焊修复过程中温度场、焊接变形及残余应力的分布特性。基于计算结果开展了堆焊影响因素的分析,结果表明在原焊缝结构内侧形成了压应力,从焊缝结构内侧逐渐向外到堆焊层表面,压应力逐渐转变为拉应力,且残余应力随着焊接速度的增大而减小,逆-顺交替的焊接顺序可以有效降低残余应力,为优化堆焊工艺提供了重要的参考。  
        关键词：OVERLAY堆焊修复;数值模拟;支管座焊缝;残余应力   
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        发布时间：2022-03-14

        焊接工艺

      • 余辉,邢丽,柯黎明
        2021, 51(5): 42-48. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.08
        摘要：为了实现定向凝固DZ125合金高效、高质量的等离子熔覆,在通水冷却的条件下,利用等离子弧喷焊在DZ125合金表面制备Eu Tro Loy16006钴基合金粉末熔覆层,研究不同冷却条件对熔覆层组织生长与硬度的影响。结果表明,熔覆层在基材的结合界面处形成的是外延生长的细小柱状晶组织,随着熔覆层厚度增加,组织由柱状晶向等轴晶转变。水冷条件下柱状晶的生长高度高于空冷条件下的。柱状晶的硬度与基材相近,等轴晶硬度低于柱状晶,接近熔覆层表面的等轴晶硬度最低,水冷条件下得到比空冷条件更宽的、与基材硬度一致的熔覆层。  
        关键词：等离子弧喷焊;钴基合金熔覆层;DZ125合金;微观组织;显微硬度   
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        发布时间：2022-03-14
      • 赵先锐,左敦稳,张强勇,刘桂香,杜训柏
        2021, 51(5): 49-55. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.09
        摘要：采用TIG焊对304不锈钢进行平板焊接试验,并从微观组织、力学性能方面对试验结果进行分析,选出最佳工艺参数为:焊接电流310 A、焊接速度13 mm/s。通过金相组织表征、X射线荧光衍射和电子背散射衍射等分析方法得出焊接接头的焊缝组织奥氏体和铁素体组成。采用大型通用有限元模拟软件Abaqus,选用双椭球热源模型对TIG焊接过程进行模拟。将模拟获得的焊缝截面形貌与试验获得的焊缝截面形貌进行对比,并根据对比结果优化模拟模型,为实现工艺参数优化提供参考。  
        关键词：304不锈钢;TIG焊接;温度场;数值模拟   
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        发布时间：2022-03-14
      • 阮敬平,孙俊华,刘鹏
        2021, 51(5): 56-60. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.10
        摘要：通过GAMBIT软件建立穿孔型等离子弧焊焊接316不锈钢的三维有限元模型并划分网格,利用FLUENT软件进行迭代计算。通过编写UDF程序实现移动热源和力源的加载以及相的定义,并利用VOF方程追踪相的界面,求解出横截面、纵截面在不同时刻的温度场云图和熔池内液态金属的流动情况。结果表明:随着焊接时间的变化,工件在电弧热的作用下逐渐被熔透,熔池内液态金属在等离子弧压力和等离子流力及其反作用力的作用下发生动态演变。对6 mm的316不锈钢进行焊接实验,并对比焊缝横截面的数值模拟结果与实验结果,两者基本吻合,验证了数值模拟结果的可靠性。  
        关键词：316不锈钢;温度场;液态金属;数值模拟   
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        发布时间：2022-03-14
      • 孙越,张兆林,刘欣,牛安平,杨坚,卢茂奇,韩立梅
        2021, 51(5): 61-65. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.11
        摘要：基于ANSYS生死单元技术,建立了多层激光熔覆三维有限元分析模型,获得多层激光熔覆温度场的分布规律,同时分析预热温度对激光熔覆热循环的影响。试验结果表明,平行于热源移动方向的节点加热速度较快,降温速度缓慢;垂直于热源移动方向的节点,距离熔覆层中心越近,加热速度和冷却速度越大。y方向的结合处节点的温度梯度大于x方向的结合处节点的温度梯度;热输入保持不变时,随着预热温度的升高,加热速度变化较小,峰值温度升高,相变温度以上停留时间变长,但高温停留时间变化不大。预热温度为200 ℃时,t8/5约为未预热下的3.2倍,预热可以减小熔覆层开裂倾向,有效降低涂层应力。  
        关键词：激光熔覆;温度场;ANSYS生死单元;预热;残余应力   
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        发布时间：2022-03-14
      • 胡耀,李晓延,邵盈恺
        2021, 51(5): 66-70. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.12
        摘要：通过二次通用旋转组合设计建立了2A97铝锂合金CMT+P焊接工艺参数与接头抗拉强度之间的关系,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究不同工艺参数对接头力学性能的影响。结果表明,根据回归方程可确定优化工艺参数范围,在该范围内焊缝成形良好,抗拉强度均超过了母材的60%,拉伸断口位于熔合线区,呈韧脆混合断裂特征,等轴细晶与柱状晶的转变区成为接头最薄弱的环节。  
        关键词：铝锂合金;旋转组合设计;CMT+P;力学性能   
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        发布时间：2022-03-14
      • 张艺程,蒋应田,温黎明,向凯,杨立春
        2021, 51(5): 71-76. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.13
        摘要：根据相关标准,扩散氢的测试方法主要有甘油法、水银法、气相色谱法和热置换法四种。其中,甘油法的应用最普遍,使用时间最长,测试成本最低,安全性最好,因此长期在标准中得到应用。但是,甘油法的测试精度较低,特别是超低氢情况下,更是很难满足要求。最新的国家标准已经不推荐使用。在天津大学排液法基础上进行结构优化改进,从而研发了一种新型甘油法扩散氢测试技术。通过与国内通用设备KQ-3型甘油法扩散氢测量装置进行实验对比,测试结果表明,在焊条电弧焊中使用碱性焊条E5015（天津大桥）,测量精度比KQ-3型设备高24%～28%,使用CO2气体保护焊时,测量精度高28%,使用氩弧焊时,测量精度高28.7%。  
        关键词：新测试方法;扩散氢;甘油法   
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        发布时间：2022-03-14
      • 张志玺,包晔峰,杨可,蒋永锋
        2021, 51(5): 77-81. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.14
        摘要：通过采用带极电渣焊在Q235表面堆焊Cr-Ni不锈钢得到堆焊接头试样。金相观察表明:带极电渣堆焊接头的熔合区形貌丰富,存在"小岛"和"半岛"形貌。采用EDS分析横跨"半岛"熔合区的成分特点。从电渣堆焊熔滴过渡和堆焊熔池特点两方面分析了"小岛"和"半岛"的形成机理。堆焊层金相分析表明,堆焊过程中的焊接热输入和冷却速度是影响堆焊组织形貌的主要因素。随着焊接热输入的降低以及冷却速度的提高,堆焊金属中的δ铁素体含量逐渐增加,其形态由蠕虫状和断续状变为细长连续的骨架状,最后呈现为密集粗大的骨架状和板条状。  
        关键词：组织形貌;化学成分;δ-γ相变;带极电渣堆焊   
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      • 陈艳,王飞,孙靖,陈裕梁,张骏
        2021, 51(5): 82-87. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.15
        摘要：通过一系列实验探究难熔金属钽的激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形工艺,分别选取不同激光功率、扫描速度和扫描间距,进行了单道实验、单层实验以及块体实验。结果表明,SLM成形钽最优工艺参数为激光功率300 W,扫描速度50 mm/s。针对SLM过程中钽层出现不同程度的开裂现象,从热传导及激光选区熔化过程中产生内应力累积方面对钽层开裂的原因进行了定性分析。最终成功制备得钽块体,并采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线散射谱(EDX)对SLM成形钽的微观组织及成分分布进行表征。  
        关键词：激光选区熔化;钽;变形开裂;层间脱落;热传导   
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        发布时间：2022-03-14
      • 陈丽园,穆云平,郭瑞青,么振江,孙逸凡
        2021, 51(5): 88-90. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.16
        摘要：对不同预热温度和坡口形式的铸钢AAR M 201与低合金钢高强钢ASTM A588进行GMAW焊,并对其焊接接头进行拉伸、弯曲和冲击试验,确定其铸钢结构焊接工艺。结果表明:8 mm及以下板对接的预热及层间温度不得低于150 ℃、8～20 mm板对接的预热温度不得低于300 ℃,无论坡口形式是8 HV还是10 DHV,焊接接头都具有良好的抗拉强度;两种坡口形式的焊接接头弯曲180°均合格,都具有良好的塑性和韧性;无论是焊缝还是热影响区,两种坡口形式的焊接接头都具有良好的低温冲击韧性。  
        关键词：AAR M 201;焊接工艺;力学性能   
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        发布时间：2022-03-14

        焊接材料

      • 郝龙宇,田得喜,徐锴,李瑞,吕晓春,安洪亮,郭枭
        2021, 51(5): 91-96. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.17
        摘要：研究了ER347熔敷金属在750 ℃长期时效过程中σ相的析出行为及其对力学性能的影响。结果显示,ER347熔敷金属的铁素体含量、硬度及冲击韧性与时效时间存在密切关联。ER347熔敷金属在750 ℃时效时,随时效时间的延长,σ相析出增多,硬度增大,铁素体含量和韧性则降低。ER347熔敷金属焊态冲击韧性良好,时效处理后,韧性下降,其脆化的根本原因在于δ-铁素体分解形成了硬脆σ相,显著降低了ER347熔敷金属韧性。（σ+γ2）结构内部存在大量的高能σ/γ2和δ/σ/γ2非共格界面,且σ相自身硬脆,易作为潜在裂纹源,在高应变速率下,发生脆性开裂并迅速扩展,导致熔敷金属韧性降低。  
        关键词：ER347熔敷金属;σ相;力学性能;时效处理   
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      • 张超,侯桂贤,钟志宏,王志泉
        2021, 51(5): 97-102. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.18
        摘要：通过使用Ag-Cu-Ti钎料钎焊,可以实现Si C陶瓷的有效连接,但它与陶瓷母材热膨胀系数相差较大,钎焊降温过程中会产生较大的残余应力。通过向Ag-26.7Cu-4.5Ti钎料中复合不同体积分数的W颗粒,调节钎料的热膨胀系数,使之更接近于母材。通过改变钎焊温度和保温时间,研究工艺参数对焊缝的显微组织和力学性能的影响。结果表明,W颗粒均匀分布在基体中且未与其他元素反应。当添加合适的体积分数的W颗粒,并且在适当的钎焊温度和保温时间下,能够形成组织均匀、连接良好的复合接头。当添加的W的体积分数为10%,在钎焊温度为807 ℃、保温时间为10 min的条件下,可获得高剪切强度为95.05 MPa。  
        关键词：SiC陶瓷;钎焊;Ag-Cu-Ti+W复合钎料;剪切强度   
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      • 王笛,阙子雄,杜冰冰,冯林涛,章庆安,水峰,胡诚安,张杰
        2021, 51(5): 103-108. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.19
        摘要：根据工厂现有设备输出参数(电流、电压)的情况,通过引入埋弧焊用大直径焊丝(φ5.0 mm、φ6.0 mm)替代现有φ4.8 mm埋弧焊焊丝,以提高埋弧焊单位时间的熔敷效率,达到提高埋弧焊焊接效率的目的。由熔敷金属试验和焊接工艺评定试验验证,φ5.0 mm和φ6.0 mm焊丝熔敷金属及焊缝的力学性能和化学成分基本一致,均符合国标要求,热影响区组织和焊缝区组织由铁素体+珠光体组成,无马氏体,接头无肉眼可见的裂纹、未熔合等缺陷。焊接相同板厚的构件所耗电能大致相同。为大直径焊丝高效焊接提供了可靠的技术依据,可为今后相关工程施工焊接提供参考。  
        关键词：大直径焊丝;大线能量;埋弧焊;焊接工艺评定;高效   
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        发布时间：2022-03-14
      • 韩佳源,焦云征,黄智泉
        2021, 51(5): 109-114. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.20
        摘要：选用自主研发的高铬铸铁型明弧自保护药芯焊丝在ZTA增强高铬铸铁基复合材料试块上进行不同层温的堆焊实验。利用体式显微镜、光学显微镜和扫描电镜对熔敷金属及复合材料进行组织与界面观察,并用定量金相法对熔敷金属碳化物体积百分数进行统计。结果表明:不同层温下熔敷金属均为典型的高铬铸铁组织,其组织由初生碳化物、共晶莱氏体、马氏体以及残余奥氏体组成,随着层间温度的降低,碳化物体积百分数逐渐升高,在层温为30 ℃时熔敷金属碳化物体积百分数可达55.17%。层间温度越低,焊接时产生的应力通过应力释放裂纹越细密均匀,层温30 ℃时,ZTA颗粒未见裂纹以及界面剥离的情况,适用于复合材料的堆焊。  
        关键词：层间温度;复合材料;界面结构;组织分析;堆焊   
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        发布时间：2022-03-14
      • 2021, 51(5): 4.
        摘要：<正>2020年12月,经过多项学术指标综合评定及同行专家评议推荐,《电焊机》杂志被中国科学技术信息研究所收录为"中国科技核心期刊"(中国科技论文统计源期刊)。《电焊机》杂志多年来一直被收录为"中国科技核心期刊",在此感谢行业专家、学者、广大读者、作者长期以来的关注与支持,《电焊机》杂志将继续努力,进一步提高出版质量和办刊水平,不断增强影响力、传播力和竞争力,争创优秀精品期刊。  
          
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        发布时间：2022-03-14
      • 2021, 51(5): 6.
        摘要：<正>近日,由中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司、中国科学文献计量评价研究中心编制出版的《中国学术期刊影响因子年报(2020版)》正式发布,《电焊机》杂志再次入选《中国学术期刊影响因子年报》统计源期刊,在此感谢行业专家、学者、广大读者、作者长期以来的关注与支持,《电焊机》杂志将继续努力,进一步提高出版质量和办刊水平,不断增强影响力、传播力和竞争力,争创优秀精品期刊。  
          
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        发布时间：2022-03-14
      • 2021, 51(5): 7.
        摘要：<正>著名的国际焊接界资深专家、德国莱布尼茨大学(原汉诺威大学)教授Dr. D. Rehfeldt于2021年5月5日(德国当地时间)因病去世,享年83岁。Dr. D. Rehfeldt教授是中国焊接界的老朋友,曾在20世纪70年代末作为德国科技代表团成员来我国访问,至2017年先后20余次访华,开展学术与技术交流、参加我国举办的焊接国际论坛等活动。我国焊接界多位专家、学者曾在他的实验室进修、合作与交流。他曾任《焊接学报》、《电焊机》杂志的编委,曾被聘为我国多个大学院所的客座或名誉教授。他原创发明的"汉诺威分析仪"是焊接过程信息化工业应用的先驱,已在全球包括中国用户在内的100多个企业与研究院校单位得到应用。  
          
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        发布时间：2022-03-14
      • 2021, 51(5): 23.
        摘要：<正>各位作者:为确保杂志质量,尊重和保护作者和他人知识产权、著作权,根据国家期刊出版管理的相关规定,《电焊机》杂志特作以下申明。1.作者应保证是向本刊所投稿件的著作权人,不得抄袭、剽窃、盗用他人科研成果、文章和信息。文章中引用和参考他人文章、著作和成果(包括网络信息)时,按编辑出版规定,应在文章中以参考文献方式明确标识。如作者的文章涉及侵犯他人知识产权、著作权等合法权益时,一切后果文责自负。  
          
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        发布时间：2022-03-14
      • 2021, 51(5): 102.
        摘要：<正>专题以"增材制造"为主题,重点关注各种增材制造技术的最新研究进展和应用、以及增材制造装备和配套材料的研发等,期望提升制件过程的可靠性,推动增材制造在各制造领域的不同维度的研究发展。征文时间:2021年1月1日～2021年6月30日重点关注内容:增材制造技术(激光、电子束、等离子束、电弧及其复合)的国内外现状和发展趋势;主要包括:增材制造工艺和过程优化、材料及结构的各种后处理工艺、增材制造质量控制与评估技术、增材制造结构完整性理论与实验技术、增材制造修复再制造技术、增材材料工艺-组织-性能-服役关联建模、增材制造结构一体化设计技术、增材制造装备发展、增材制造在国家重大项目中的应用等。  
          
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        发布时间：2022-03-14
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