激光功率与底面状态对选区激光熔化球化的影响

为研究激光功率与底面状态对选区激光熔化熔池流动的影响，基于离散单元法建立了选区激光熔化铺粉模型，采用粒径分布与实验相符的马氏体时效钢粉末分别铺展到平坦底面和增材底面上，将计算获得的粉末分布导入到基于有限体积法建立的选区激光熔化熔池计算流体力学模型中，研究激光功率和基板底面粗糙度对熔池流动和熔道表面形貌的影响。采用激光单道扫描实验验证铺粉模型和选区激光熔化模型。结果表明：随着激光功率的降低，单位长度的球化数量增加；由于增材底面使熔池润湿性变差，同时又对熔池流动行为产生扰动，使得增材粗糙底面上熔道的球化数量增加。选区激光熔化铺粉模拟及激光单道扫描模拟结果与实验结果吻合较好。本研究可为选区激光熔化工艺中工艺参数的选择提供理论指导。     

超高频脉冲电弧焊接熔池金属流动行为

熔池金属流动一方面受电弧行为影响,另一方面与凝固组织形核、结晶过程联系紧密,是电弧焊接基础研究的关键,针对电弧力作用研究了超高频脉冲电弧焊接(UHFP-AW,Ultra High Frequency Pulsed Arc Welding)熔池金属流动特点,采用理论研究与试验分析相结合的方式对熔池流动方式、强度、温度分布等要素进行了分析,并完成了液态金属表面运动特征监测.结果表明,超高频脉冲电弧对熔池液态金属的热、力作用显著,表面流体流速大于30cm/s,UHFP-AW电弧力造成熔池表面沉降变形,引起双环流,熔池温度扩散范围相应减小,有效降低了电弧热量对母材金属的影响,尤其在钛合金焊接中对控制焊缝晶粒尺寸具有重要意义.      

一种基于高速相机的熔池图像信息采集方法

CO2气体保护焊短路过渡焊接过程产生大量飞溅的问题是目前研究领域的热点问题。论文针对该问题,利用高速CCD照相机优势和短路过渡焊接过程的特点,提出了一种图像信息采集方法,并进行了现场实验。实验证明,该方法有效可行。     

利用超声相控阵观测焊接熔池

简述了超声波相控阵成像技术的基本原理和主要特点,介绍了利用超声相控阵观测焊接熔池动态现象的情况.     

CO_2激光焊接TC4熔池红外光辐射信号与焊接参数的关系

利用CCD摄像机以及红外光辐射信号监测系统系统地研究了钛合金TC4激光焊接过程中红外光辐射信号的特征以及焊接线能量与熔池红外光辐射信号熔池面积的关系。研究表明,(1)对应整条焊缝,红外光辐射信号可明显分为3个阶段,分别对应焊接起始阶段、准稳态阶段及焊接收弧阶段(;2)当线能量增加(功率不变焊接速度降低)时,熔池面积变大,红外光辐射信号相对强度随之增强;(3)熔池面积与红外光辐射信号相对强度之间存在相同的变化规律,因此利用红外光辐射信号可以相当准确地监测焊接过程的熔池面积变化,进而监测焊接过程的稳定性。     

调整工艺参数对ESR熔池深度影响的研究

研究了自耗电极自动进给系统下的电渣重熔 (Electroslagremelting简称ESR)工艺参数与熔池深度h( 0 ,Y)的关系 ,它可用h( 0 ,Y) =A·e-B/Y数学式表示 ,其中A ,B为工艺参数的函数。利用这一数学表达式 ,如果工艺参数变量为已知 ,则可求出任意锭高Y的h( 0 ,Y) 。比较了调整功率与等电流重熔二种工艺 ,结果表明 ,前者得到的h( 0 ,Y) 有明显的降低 ,且随锭高Y的增加 ,h( 0 ,Y) 变化亦小 ,有利于得到均匀的铸态组织。假若调整幅度选择得当 ,在锭高Y大于某一值时 ,获得近等深熔池是可能的     

W18Cr4V激光表面合金化熔池的形成

本文利用０－２ｋＷ连续可调ＣＯ２气体激光器对Ｗ１８Ｃｒ４钢进行表面合金化处理。在研究了激光辐照温度场模型以后，分析了金属的激光加热过程以及激光溶池内的受力和对流运动。根据组织特征考察了激光辐照后材料的凝固模式。     

铝/铜异种材料激光焊焊缝形成机制

采用厚度均为2 mm的T2紫铜板和2Al6铝合金板进行激光焊对接试验,通过SEM和EDS分析焊缝的组织,结合熔池运动的特点,探究焊缝中化合物的形成机制。试验结果表明:由于焊缝的快速凝固,形成了较大的温度梯度和浓度梯度,并在顺浓度梯度扩散和表面张力的作用下形成对流,产生双熔池;焊缝可分为铜侧熔池、过渡层和铝侧熔池,其中,铜侧熔池为均匀分布的α-Cu固溶体,铝侧熔池为块状的α-Al固溶体和网状的Al_2Cu化合物,过渡层分为两层,Ⅰ层为均匀分布的Al_2Cu和Ⅱ层为条块状的Al_2Cu+α-Cu相。焊缝的形成本质是Al、Cu原子的顺浓度扩散和焊缝的凝固,其过程分为4个阶段,分别是:母材熔化、双熔池形成且焊缝Ⅱ层组织的形成、长大、焊缝Ⅰ层组织形成。     

超高频脉冲GTAW熔池表面温度分布

针对5 mm厚Ti-6Al-4V钛合金平板完成焊接熔池红外热成像监测,研究分析了超高频脉冲钨极氩弧焊(UHFP-GTAW)熔池表面温度分布,与常规GTAW(C-GTAW)熔池表面温度分布进行了比较。结果表明,在均为定点加热母材20 s的条件下,与C-GTAW工艺相比,UHFP-GTAW电弧(20 kHz、40 kHz)作用下的熔池中心表面温度测量值增加了10~30 K;分别以不同温度(678 K、823 K和968 K)为参考值测量熔池表面的高温扩散区域,UHFP-GTAW所得试样的高温扩散面积缩小范围为13%~30%。基于热量、力作用和复合散热等要素构建了熔池模型分析其温度场分布特点,计算结果与试验数据基本相符。      

偏心底吹气体搅拌下冶金熔池水模型内三维湍流的实验研究

用一个圆柱形水模型模拟偏心底吹气体搅拌的冶金熔池,对模型内的三个典型剖面测量了三维速度场和湍流参数分布。方法是用二维激光多普勒测速仪在两个方向上测两次合成。面内的平行速度分布表明小流量偏心底吹熔池内的流谱为正循环流动。垂直速度分布表明,在气水两相流气泡柱附近有两个较强的圆周方向的环流,这种现象在中心底吹轴对称二维熔池流场中是不存在的。在气泡柱附近的区域内,速度模与湍动能值与较远的区域内的值相比要大得多,这就增强了这里的传热、传质和化学反应过程。在这里,气泡柱与壁面间的距离对湍流度的大小有影响,在速度值相近的情况下,较宽的区域内具有较大的湍流度值。