激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差.由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率控制软硬件系统,完成了功率控制平台的搭建;采用卷积神经网络对同轴图像采集系统获取的小孔穿透孔图像进行分类,依据穿透孔面积分为未熔透、适度熔透和过熔透,采用PID控制系统根据分类结果编码实时改变焊接功率以获得适度熔透状态;通过采用变截面板进行激光焊接功率自适应调…
针对焊后焊缝成形缺陷存在的技术问题,对目前比较常用的几种无损检测技术,即结构光视觉检测、超声波检测、涡流检测、磁光成像检测和红外检测进行了深入研究.对上述检测方法的基本原理、系统结构、检测特点和各自的适用范围进行了讨论.研究结果表明:单种检测技术各有各的优势与短板,不能满足焊缝的全面检测要求,可以采用多种检测手段相结合的方法,实现优势互补.
玻璃材料因具有一系列优异的物理化学性能而广泛应用于航空航天、汽车和集成电路等领域中,但其典型的高硬脆性特性会导致玻璃受热膨胀脆断,难以形成可靠的焊接接头.由于超快激光具有热效应小、形成非线性吸收的特点,因此是玻璃焊接的理想热源.介绍了超快激光焊接玻璃材料的原理和作用机制,详细分析了钠钙玻璃、硅酸盐玻璃和石英玻璃激光焊接的工艺特性和成形规律,通过玻璃焊接的模拟仿真分析了激光焊接玻璃的成形机制,并指出了超短脉冲激光焊接玻璃所面临的的挑战和发展方向.
利用激光熔覆技术制备表面强化涂层是提高材料服役性能的重要途径之一,即可根据服役环境要求,通过改变熔覆工艺来调控涂层成分、组织结构,从而改善其性能,延长零部件的使用寿命.近年来,在涂层中掺杂稀土元素是激光熔覆领域的研究热点之一.稀土元素拥有特殊的电子结构,能净化合金溶液、细化晶粒;适当添加稀土元素可以有效地降低稀释率,细化熔覆层晶粒,降低孔隙率,以及缓解残余热应力,从而降低涂层的裂纹敏感性.因此,添加稀土元素的涂层具有更好的强度、韧性、耐蚀性和耐磨性.设计含有不同种类(成分)稀…
电弧增材制造(WAAM)技术具有沉积效率高、热输入低、成形工艺稳定、力学性能优异等优点,在大尺寸金属构件直接成形领域具有广阔的应用前景.采用基于冷金属过渡(CMT)的WAAM技术成形5087铝合金,研究了单道多层成形工艺及尺寸控制,分析了微观组织结构及拉伸性能.结果显示:单层高度和宽度的成形尺寸精度≤0.5mm.通过观察样品金相组织发现,晶粒形态呈现明显的柱状晶特征,在试样水平截面,晶粒尺寸分布在10～50µm之间;在垂直截面,晶粒尺寸分布在50～80µm之间.在晶粒内部,枝…
探讨了工艺孔数量及位置对水冷排气歧管铸造性能的影响.使用一种新型排气和支撑两用的芯骨,解决了工艺孔设置较少的排气歧管产品的断芯、呛火、起皮等铸造缺陷,保证铸件的生产,提高了排气歧管产品的铸造成品率,得到客户的认可,并取得良好的效果.
以ZG03Cr22Ni6Mo3N、ASTM A995 5A两种铸造双相不锈钢为对象,通过不同敏化制度处理,采用不同晶间腐蚀试验方法,揭示铸造双相不锈钢晶间腐蚀试验的应用性目的,并提出改进建议.
针对55钢中间轴锻件极易发生粗晶的问题,对55钢进行了820～980℃温度下的奥氏体粗化试验,以及770～920℃温度下的正火试验,研究导致该材料晶粒严重粗化的临界温度以及不同正火温度对其微观组织的影响.结果表明:当温度加热到950℃时,55钢晶粒严重粗化;正火温度在860℃时,可以在细化晶粒的同时,消除网状铁素体,获得良好的组织形态.基于研究结果改进中间轴锻造及正火工艺,有效解决了无损检测粗晶的问题.
采用场发射扫描电镜观察、洛氏硬度检测、能谱分析及化学成分分析等方法,对轴承外圈进行断口分析,判断断口的断裂形式.结果表明:轴承外圈的洛氏硬度高于标准值,化学成分符合要求,断口具有脆性断裂特征,因此推断轴承外圈在外部应力的作用下发生脆性断裂.
风电螺栓一般规格大于M30,要求螺栓热处理后抗拉强度≥1040MPa,-40℃冲击吸收能量≥27J.由于材料存在韧脆转变温度,塔筒、叶片异形螺栓在此温度以下使用时存在断裂风险,因此提高螺栓用钢的低温冲击性能显得十分重要.对风电螺栓热处理工艺持续改进与发展,从原材料缺陷、钢中带状组织、回火温度对螺栓钢力学性能等的影响进行探讨,最后提出了螺栓用钢成分新设计及风电螺栓质量控制的措施.
观察了感应淬火后42CrMo钢长轴开裂的微观组织、裂纹形貌并测试其化学成分和力学性能,分析了裂纹的形成原因.结果表明:裂纹沿轴向分布且仅存在于大直径区域的淬硬层,与心部相比,该区域晶粒异常粗大且部分晶界熔化,裂纹沿晶扩展,裂纹内存在氧化物,因此判断裂纹产生的主要原因是感应淬火工艺参数不当,导致在长轴直径增大区域的淬火加热温度过高,从而造成淬硬层发生过烧、晶界弱化甚至烧蚀,从而出现裂纹.相比小直径区域,大直径区域的淬硬层较厚、硬度偏低,也佐证了该论断.
芯轴热处理质量的好坏直接决定了功能部件电主轴产品的使用性能和使用寿命.针对芯轴淬火体积变形过大的质量问题,通过采用可控气氛多用炉进行电主轴淬火,不但解决了盐浴热处理中长期困扰企业的环保问题,还解锁了可控气氛多用炉的新功能,保证了产品质量.该项工艺的试验成功,对芯轴关键功能部件热处理质量的提高具有重要意义.
通过分析40CrNiMoA钢调质基体硬度、回火索氏体数量、渗氮温度、氮势值,以及换气率对渗氮性能的影响,得出结论:硬化层深度(498HV1)随基体硬度提高而增加,随回火索氏体数量增加而增加,随渗氮温度降低而增加,随氮势值和换气率提高而增加.40CrNiMoA钢气体渗氮可以实现表面硬度达到600～635HV1,同时0.52mm深处达到498HV1的技术要求.
将经过激光焊接的Ti-3873合金进行450℃、550℃、650℃、750℃退火处理,并对其组织和性能进行了研究.结果表明:Ti-3873合金焊接接头试样经过退火处理后在热影响区晶粒内出现了孪晶.随着退火温度的增加,强度和平均硬度值呈先上升再下降趋势,在550℃退火后抗拉强度达到1279.27MPa的最高值.Ti-3873合金焊接接头650℃退火为最佳退火工艺.
随着我国超超临界燃煤机组技术的不断提高,机组参数越来越高,目前630℃参数超超临界机组已基本成熟,G115耐热钢成为当前我国630℃超超临界机组主蒸汽管道的唯一候选材料,将应用于超(超)临界锅炉的集箱、蒸汽管道、受热面管子等部件,其现场焊接及热处理工艺仍处于探索研究阶段.通过对国产新型马氏体耐热钢G115(以下简称G115钢)进行焊接及热处理工艺研究,系统分析了G115钢与现有其他同类型钢种性能,掌握了G115钢的焊接性能.结合已掌握的高合金大径厚壁管道焊接关键技术,制定了可…
采用爆炸焊接技术直接实现铝合金与钢材的有效连接,从而生产出新型铝-钢复合材料.爆炸焊接后复合材料外观完整,表面无烧灼、褶皱等缺陷,渗透检测结果显示:铝合金与钢材料结合良好,无分层、裂纹等缺陷.对复合材料进行微观组织和力学性能检测,以评估复合材料的结合质量,试验结果显示:铝合金与钢材料界面呈现波状结合,均匀无分层,但是波峰前端有断续的熔化块,个别熔化块内部有裂纹.力学性能检测结果显示:复合材料的平均剪切强度为74MPa,达到标准要求.弯曲试验结果表明:复合材料界面未出现分层和裂…
开展了厚度为1.5mm立筋与厚度为2mm底板的TC4钛合金T形接头的激光焊接工艺试验,对接头的力学性能进行了测试,观察了接头的组织形貌.结果显示:带立筋接头的抗拉强度、屈服强度及伸长率均与母材相当,而去除立筋后的正常区的抗拉强度与屈服强度最高,起弧区的抗拉强度与屈服强度最低,但去除立筋后收弧区的断后伸长率最高、起弧区最低,接头的剪切性能比母材提高了3.4%,持久测试试样没有发生断裂.接头焊缝区组织由大的柱状晶组成,主要由α相、α'相与β相组成,随着距焊缝中心距离的增加,接头组…
采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)两种工艺分别焊接了70mm厚的S355NL试板,其中FCAW的焊接位置为横焊和立焊,验证了在不同热输入下的焊接接头性能.按照欧洲规范进行拉伸、弯曲、低温冲击(-50℃)、硬度和裂纹尖端张开位移试验(CTOD,-10℃).试验充分验证了选用焊接工艺的合理性,保证了厚板S355NL钢的海洋工程焊接质量.
试验采用专用自动TIG焊机焊接核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝,选用机械加工Y形环作为填充材料,研究Canopy焊缝组织和性能.结果表明:通过自动TIG焊,机械加工Y形环熔成的Canopy焊缝,成形良好,宽度适中,焊缝与母材冶金熔合良好;焊缝组织主要由板条状或骨架状铁素体与快速凝固的柱状奥氏体组成;经23.1～23.3MPa水压试验,Canopy焊缝表面无渗漏,无可见变形;维氏硬度结果表明:焊缝硬度在210HV左右,焊缝硬度分布均匀.该研究为核电站控制棒驱动机构Canop…
为了保证疫情期间的生产率及生产质量,首次将国产品牌京群药芯焊丝引入到船舶领域.以Q690ME钢为母材,京群GFR-110K3药芯焊丝为焊接材料,采用药芯焊丝气体保护焊方法对厚板母材进行了X形坡口焊接工艺试验研究,以各项力学性能,如拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、宏观试验及硬度试验结果为依据,不仅对后续现场施工提供了较强的技术支持,更证明了该种国产焊丝在690级钢材上的可焊接性与可推广性.