纤维增强树脂基复合材料激光切割热影响探析

作为一类典型难加工材料,实现以碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP）、芳纶纤维增强树脂基复合材料(AFRP）为代表的纤维增强树脂基复合材料(FRP）的高精密、高质量加工是业界的追求目标。初探了激光脉冲宽度、波长对于典型FRP切割边缘热影响区的影响规律,比较了不同FRP材料精密切割对于激光参数需求的异同。发现纳秒激光、连续激光等传统激光因加工热效应明显而不适合精密切割,而皮秒激光、飞秒激光等超快激光可以实现热影响区宽度仅0.01mm~0.1mm量级的高质量切割,且热影响区宽度几乎不依赖于脉冲宽度;缩短超快激光波长有利于减小AFRP材料的热影响区宽度,但对于CFRP材料则不明显。考虑到高功率皮秒激光一般比对应的飞秒激光更经济,可使用倍频后得到的短波长皮秒激光实现对AFRP的精密切割,对于CFRP则考虑本征波长的皮秒激光即可。     

时效合金热影响区组织与应力关系分析

对比研究了时效状态、固溶状态和超声波去应力处理的时效高温合金焊接热影响区中的微观组织变化和晶界抗力特性及焊接应力和晶界抗力的相互作用,为制定可靠、可行的再制造方案提供了理论依据.     

铝合金激光切割工艺参数标准化研究

激光切割技术的应用可有效提高产品的切削质量,提高生产效率,降低运营成本。但是不同材料在切割过程中显示出了不同的物理特性,铝合金材料作为高反射金属,切削过程可能会带来较大的热影响,从而影响铝合金材料的性能。为了减少激光切割对铝合金材料性能的影响,让激光切割技术在铝合金钣金成形领域得到广泛应用,提出了将激光切割工艺参数标准化的方法,即采用正交试验法设定不同的激光切割工艺参数组合,对不同种类的铝合金材料进行切割,并进行动静力学、耐腐蚀性、金相性能试验等,使用灰色关联度法分析影响铝合金材料性能的主要因素,固化激光切割工艺参数组合,从而使参数组合标准化。     

激光焊接铍的显微组织和力学性能

针对激光热导焊,用低功率的相同工艺参数焊接了力学性能试样和金相显微组织检验样品,并对试样进行了力学性能测试和金相、电子显微分析.     

激光切割编程系统及其软件的研制

针对现有激光切割系统存在的问题,研制了利用Ｃ语言编写的激光切割自动编程系统。本文介绍了系统的硬、软件设计及其基本构成,该软件的使用大大减少了激光切割编程时间,提高了加工效率。     

基于人工神经网络的航空铝合金激光切割工艺研究

为了推动铝合金激光切割工艺在航空领域的应用,进而对航空铝合金激光切割工艺进行研究。采用正交试验获取了工艺参数与质量特性的数据样本;再利用Python语言建立一个包含双隐藏层的人工神经网络模型对样本进行学习,通过该模型探究了工艺参数同质量特性之间的影响关联并进行预测分析。结果表明,得到的各质量特性预测的平均误差都能控制在10%以内。通过该模型优化获得试验件的尺寸偏差、粗糙度和热影响区宽度的实际测量值和预测值误差分别为8.5%、6.4%和8.2%。     

粉末锻造钢12Cr2Ni4A和18Cr2Ni4WA的组织与性能

讨论了粉末锻造钢１２Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ和１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ的组织与性能。氧含量低于０．２％，碳含量为０．０８～０．１２％的粉末锻造钢１２Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ和碳含量为０．１１～０．１６％的粉末锻造钢１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ有较好的力学性能。长时间扩散退火可有效地提高粉末锻造钢的韧性。     

2A14 铝合金TIG-FSW交叉接头组织与力学性能

针对6 mm厚2A14铝合金采用先钨极氩弧焊（TIG）后搅拌摩擦焊（FSW）的工艺进行焊接得到TIG-FSW丁字交叉接头。通过对交叉接头进行组织分析,可以发现接头左侧为熔焊区域,上部可见明显气孔缺陷,右侧搅拌摩擦焊接区域呈“碗状”分布,焊缝成形良好;硬度测试结果表明：熔焊区显微硬度值明显低于搅拌摩擦焊接区域,且焊核区右侧硬度值呈现“U”型分布;对交叉接头沿熔焊方向进行拉伸,断裂位置位于M态母材处,断口呈现典型韧性断裂特征。     

电铸镍焊接热影响区低强区形成的研究

本文阐述了电铸镍焊接热影响区低强区形成的原因，试验表明采用小线能量焊接工艺可以减轻低强区对焊接接头性能的影响。     

激光近形制造镍基合金的显微组织及其力学性能

根据相图确定了适宜于激光烧结的镍合金粉末的组成--84Ni14.4Cu1.6Sn.用气雾化工艺制备了该粉末,并进行预处理,烧结出镍基合金的薄壁墙和厚壁墙零件.研究了工艺参数对薄壁零件显微硬度的影响.经拉伸试验、金相分析和SEM分析,研究了厚壁墙的显微组织和部分力学性能.     

超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头疲劳性能的影响

采用超声冲击处理方法对2A12铝合金焊接接头进行全覆盖强化处理.通过弯曲疲劳对比试验,建立了未处理与超声冲击强化处理铝合金焊接接头试样的S-N曲线,分析了超声冲击处理对铝合金焊接接头疲劳性能的影响;通过接头组织、残余应力和断口形貌分析了超声冲击处理提高铝合金焊接接头抗疲劳断裂性能的微观机理.结果表明,超声冲击处理使2A...     

氧化时间对2A12铝合金硬质阳极氧化膜性能的影响

氧化时间作为硬质阳极氧化的工艺参数之一,对硬质阳极氧化膜层性能有着很大影响。主要研究了不同氧化时间对2A12硬质阳极氧化膜厚度、硬度及耐腐蚀性的影响,并采用金相显微镜对氧化膜的表观形貌进行了分析。结果表明:所得硬质阳极氧化膜具有类似棱柱状的结构,氧化70min所得氧化膜综合性能最佳。     

新淬火状态铝合金2A12薄板V型弯曲回弹及硬度研究

对采用新淬火自然时效1h、2h、4h、8h12h、24h的铝合金2A12板料分别进行单向拉伸试验测出不同时效时间的材料属性;采用V型弯曲试验测量不同时效时间的回弹;采用钢球坠落试验测量其不同时效时间的硬度变化。针对不同的V型弯曲试验状态进行了有限元模拟计算分析,并与试验结果进行对比分析。     

2A12 铝合金锻坯开裂故障分析

某产品用2A12铝合金锻坯在生产过程中发生开裂故障。本文对开裂锻坯进行了形貌观察与断口分析,并对比研究了热处理后开裂锻坯、未热处理锻坯和原材料铝棒。结果表明:开裂锻坯上的开裂模式为脆性开裂;开裂锻坯上的裂纹形成于热处理过程,形成原因应与锻造工艺控制不当导致锻坯在热处理过程中形成的粗晶有关。     

铝合金模锻件的高速切削加工

高速数控铣切加工铝合金模锻类零件无论从生产效率方面还是产品质量方面都有很大的提升,并且能够节约生产成本。高速铣切加工铝合金模锻类零件的工艺方案是可行的,而且它是一种环保的绿色加工方式,具有一定的先进性,值得我们在后续生产中推广使用。     

温度对2A12铝合金在模拟油箱积水环境中初期腐蚀行为的影响

 基于飞机油箱舱内的铝合金在油箱积水环境中发生的腐蚀损伤问题,通过研究腐蚀形貌、最大点蚀坑深度、最大点蚀坑开口面积、表面腐蚀损伤度、交流阻抗响应等变化,分析了温度对2A12铝合金在模拟油箱积水环境中初期腐蚀行为的影响。研究发现,最大点蚀坑深度、开口面积、表面腐蚀损伤度都随着温度的升高而增加,特别当温度升高到65℃和75℃时,腐蚀严重加剧,各项评价指标显著增大。在25、35、45、55℃模拟油箱积水环境中,最大点蚀坑深度及开口面积随时间的关系呈现幂函数变化规律,而在65℃、75℃时,其遵循最小二乘法多项式拟合。电化学交流阻抗谱测试结果表明,2A12铝合金在3个特征温度(常温25℃、中温55℃及高温75℃)下的腐蚀速度快慢为V_75℃ > V_55℃ > V_25℃。     

铝合金ZL114A的激光焊接工艺

主要研究了铝合金ZL114A的激光焊接工艺特性.首先对其可焊性进行了摸索,然后探讨了激光焊接工艺参数对焊缝熔深、焊缝宽度以及接头组织和力学性能的影响.结果表明,选择适当的激光焊接工艺参数,如：激光功率、焊接速度、离焦量、保护气体流量等,可以获得高质量的焊缝.组织观察发现,焊缝组织致密、晶粒细小,接头强度可以满足使用要求.     

2D12铝合金腐蚀性能研究

对不同规格2D12铝合金进行晶间腐蚀、剥蚀和应力腐蚀性能测定.研究表明,2D12铝合金自然时效(T4)状态具有晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向,2D12铝合金S-L方向比S-T方向的抗应力腐蚀的性能低,应力腐蚀开裂门槛应力强度因子分别为22.6和27.1 MPa·m1/2,这与C环应力腐蚀结果一致,断口呈现典型的沿晶断裂特征.     

LY2铝合金激光冲击处理实验研究

分析激光冲击处理技术及相对于传统强化方式的优点,针对LY2航空铝合金材料,设计进行试件激光冲击处理实验,通过对激光冲击处理前后材料性能的测试,分析激光冲击处理对LY2铝合金材料疲劳寿命、强度性能的影响.     

纳秒激光脉冲宽度对2024铝合金损伤特性的影响

飞机激光除漆对2024铝合金蒙皮可能造成潜在的损伤,需探究激光参数变化对基体材料表面的作用规律,其中脉冲宽度对激光-材料作用与材料损伤特性具有重要影响。本文采用COMSOL Multiphysics软件模拟分析了不同脉冲宽度时激光作用铝合金表面的温升特性,并借鉴ISO 11254 1-on-1激光损伤阈值测试方法研究了脉冲宽度对铝合金损伤阈值的影响,进一步分析了不同脉冲宽度下的烧蚀凹坑微观形貌、直径与深度变化规律。结果表明：铝合金表面峰值温度随脉冲宽度增加而降低;脉冲宽度从150 ns增加到240和330 ns时,铝合金损伤阈值从9.96 J/cm²分别增加到11.24和12.66 J/cm²,当激光能量密度达到损伤阈值时,3μm厚氧化膜被完全损伤,破坏了铝合金表面完整性;烧蚀凹坑直径和深度随脉冲宽度增加而增加,深度受影响程度更大。该研究可为激光与材料作用的脉冲宽度选择提供一定的参考。