激光功率对铝/铜激光熔钎焊接头组织及性能的影响

采用激光熔钎焊方法对5052铝合金和T2紫铜进行对接试验,研究了激光功率(2000,2200,2400,2600,2800 W)对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:不同激光功率下接头铜侧钎焊区组织均以柱状晶为主,随着激光功率的增加,焊缝区树枝晶由细针状转变为雪花状;铜侧钎焊区由界面层和金属间化合物层组成,2000,2600 W激光功率下的界面层主要为AlCu相,金属间化合物层主要为Al_(4)Cu_(9)相,2400 W激光功率下的界面层主要由AlCu相和CuZn相组成,金属间化合物层主要为CuZn_(5)相;焊缝区主要由Al_(4.2)Cu_(3.2) Zn_(0.7)和Al_(0.71)Zn_(0.29)相组成。随着激光功率的增加,金属间化合物层厚度增加。激光功率对铜侧钎焊区的显微硬度影响较大,各接头的最高显微硬度均出现在铜侧钎焊区。随着激光功率的增加,接头最高硬度增加,抗拉强度先增大后减小;当激光功率为2400 W时,接头的抗拉强度最大,达到铝合金母材的92%,此时接头在靠近铝合金母材处断裂,而其他激光功率下制备的接头均在铜侧钎焊区和焊缝区处断裂。

基于星点设计和响应面法的支架焊合件成形工艺优化

通过对焊合件的材料、结构及工艺进行分析,确定关键影响工序。对原冲压工艺方案进行多工序仿真模拟,并分析仿真结果,找寻产生开裂缺陷的原因。通过增加焊合件预成形设计和改变坯料的形状来改善工序间的载荷传递,建立以焊合件的最大减薄率和最大回弹量为优化目标,以冲压速度、摩擦因数、压边力和模具间隙为设计变量的响应面模型,结合二阶响应面法与DesignExpert,采用星点设计试验方法对支架焊合件的工艺参数进行优化,确定最佳参数组合为:冲压速度1263mm·s^(-1)、摩擦因数0.15、压边力598k N、模具间隙4.55mm。试产结果表明:通过预成形方案与优化工艺参数可以解决支架焊合件开裂及回弹问题。

基于响应曲面法优化2205双相不锈钢层等离子弧熔覆工艺

采用等离子弧熔覆技术在Q345钢表面制备2205双相不锈钢层,采用响应曲面法研究了熔覆速度(3~7 mm·s^(-1))、熔覆电流(83~117 A)和送丝速度(43~77 mm·s^(-1))及其交互作用对熔覆层稀释率与宽高比的影响,得到优化的等离子弧熔覆工艺。结果表明:为获得稀释率低的熔覆层,需采用小熔覆电流和高送丝速度,为获得宽高比大的熔覆层,需采用大熔覆电流和低送丝速度,熔覆速度对稀释率和宽高比的影响均小;预测得到优化工艺参数为熔覆电流99 A、熔覆速度6 mm·s^(-1)、送丝速度50 mm·s^(-1),熔覆层的稀释率和宽高比分别为14.8%和4.36,与试验值的相对误差分别为2.9%和2.3%,说明采用响应曲面法建立的二次数学模型可靠。优化工艺下制备的熔覆层成型较好。

一种三平移并联激光加工机床的运动学研究及仿真

结合并联机构与激光技术的特点,提出一种三自由度平移并联激光加工机床。介绍了并联激光加工机床的组成部分,并应用机器人机构拓扑理论计算其自由度,进行了并联机构的运动学逆解分析。通过运动学仿真,模拟了机床的运动轨迹,验证了并联激光加工机床运动学性能与设计的合理性。

一种并联激光加工机床的运动学及工作空间研究

提出了一种基于并联机构的三平移并联激光加工机床,介绍了机床的组成部分,并进行了自由度求解。通过位置分析,建立杆长约束方程,得到了运动学逆解方程。应用Pro/E与Adams软件建立并联机床的数字化虚拟样机,定义动平台运动轨迹函数,进行了运动学仿真。通过仿真分析,得到了当激光加工头匀速加工情况下的驱动滑块的位移、速度、加速度曲线,并比较了滑块速度输入与动平台速度输出之间关系。最后对机床的工作空间进行了分析,得出工作空间大且无空洞的结论。上述工作,可为并联机床的设计与加工提供理论依据。

适用于直流配电网的混合式断路器研究

随着分布式电源的快速发展及直流负荷的迅猛增长,交流配电网不能满足未来电网的发展,直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优势成为未来发展趋势。直流断路器作为关键保护设备,对配电网的可靠运行有着重要意义。文中提出一种配电网用的混合式直流断路器方案,直流断路器分3条支路:主通流支路由快速机械开关和IEGT阀组串联组成、转移支路由压接式IEGT阀组组成、能量吸收由每一级IEGT并联的避雷器组成。从仿真设计到样机试制进行阐述,并且样机完成10 kV电压等级下关断15 kA故障电流试验,结果表明,提出的直流断路器方案可满足在直流配电网的应用。

高潮湿环境下电力设备绝缘材料劣化分析

针对一起电力设备绝缘材料发生绝缘劣化问题,开展设备内部电场仿真分析。通过对比不同工况下场强分布,发现在材料表面潮湿情况下,绝缘结构拼接处周围场强过大,出现绝缘薄弱环节,指出产生的电场强度集中泄漏电流热效应为绝缘劣化原因。仿真结果表明减少绝缘材料表面湿度、取消结构件拼接可有效避免高潮湿环境下绝缘材料绝缘劣化问题。

静电场中边界条件对场强的影响研究

在高压直流断路器的结构设计中,整个设备中的场强大小和分布至关重要。在设计前期,利用仿真软件Ansoft对结构场强进行分析,发现边界条件的设置不同时,仿真结果不同。为了研究默认边界条件和实体边界条件两种情况下场强的不同之处,分别在两种情况下对高压直流断路器的屏蔽罩进行了电场强度的仿真分析。结果表明,在边界条件设置为实体边界时,电场强度的最大值较大,但两种情况下的最大场强分布位置基本相同。因此,在利用Ansoft仿真时,建议根据现场情况,边界条件设置为实体边界条件。

基于IEGT的多串阀压装可靠性研究

随着直流配电网技术的发展,需开发新型配网直流断路器来快速切除或隔离短路故障,从而保证系统安全可靠运行。该文首先设计了一种多串阀结构的转移支路阀组,并对其核心模块进行介绍。在此基础上开展了阀串压装力、压装均匀性以及短路电流开断试验,不仅验证了多串阀压装的可靠性,而且进行了阀组压装可靠性优化研究,结果表明:优化润滑方式利于提高该多阀串压装结构的操作性;同时优化压装铜排表面质量和尺寸规格,有利于提高阀串器件压力均布性和降低器件关断过电压,从而提高多串阀结构和电气可靠性。

10 kV直流配电网混合式断路器结构设计

基于10 kV直流配电网示范工程要求及二极管整流型混合式拓扑结构,文中首先介绍了直流断路器的整体布局结构;然后提出了阀组模块化设计方案,阐述了各模块的设计选型过程,通过理论计算及仿真分析设计了主支路散热系统及IGBT硅堆结构,研制了额定电压10 kV,额定电流1 kA,最大开断电流10 kA,开断时间小于3 ms的混合式直流断路器产品;最后试验结果表明:直流断路器在10 kV配电网中运用的可行性和有效性。

高压直流断路器供能变压器的设计与试验

混合式高压直流断路器的负载形式多样且复杂,针对其供能问题,文中提出了一种级联结构的隔离供能变压器设计方案,以满足±535 kV/25 kA混合式高压直流断路器分层次多目标的供能需求。其中最为关键的是对地隔离供能变压器,因此首先介绍对地隔离供能变压器的级联结构,并对电场、温升进行了仿真校核;然后进行了对地隔离供能变压器抗震性能的有限元计算分析,结果表明满足9级烈度地震的强度要求;最后进行了对地隔离供能变压器样机长期直流耐压下温升试验,以及单节隔离变压器高低温试验和输出绕组温升的测定,结果表明在长期直流耐压下,隔离变压器温升约18 K,电阻温升约33 K,电容器温升约12 K,而单节隔离变压器在高低温作用以及高温带载情况下,环氧树脂未发生开裂等问题,且满足绝缘要求,同时测试计算得到输出绕组温升约为26 K,与热仿真结果基本一致,另外通过试验验证了对地隔离供能变压器的绝缘性能满足要求。

1.4丁二醇生产废水处理工程的设计和调试分析

为了改善1.4丁二醇生产废水现象,以某企业为例分析废水处理工程的设计与调试工作。首先介绍该企业污水处理站运行现状与1.4丁二醇生产废水系统面临的问题,最后从处理工艺、处理过程两个方面介绍1.4丁二醇生产废水处理系统,并且对废水处理系统进行调试,使其在企业生产中应用有效改善废水水质,旨在缓解因企业生产而导致的水污染现象。

高速机械开关多断口同步性研究

高速机械开关是混合型直流断路器的重要组成部分,决定了整个直流断路器的开断时间。混合型高压直流断路器多采用多个断口串联分压的结构,存在多断口开断同步性问题。针对多断口同步性问题,提出励磁线圈串联和微秒级控制技术两种方案,并对两种方案进行对比。结果显示,励磁线圈串联技术实施难度较大,微秒级控制技术通过“一对多”控制架构,能将控制延时误差控制在1μs内,各断口之间的分散性在0.1 ms之内。对多断口串联后的均压特性进行仿真研究,结果表明不加均压电容时断口间电压分布差最大达到5倍,而增加均压电容后电压分布基本一致。

BDO废水VOCs治理的调试与运行

在最近几年中,中国化工行业前进的脚步逐渐加快,在化工生产期间造成的环境污染现象却逐渐加强,而由化工产生的环境污染现象应当根据合适的化学方式来对其进行处理。化工厂所排放的废水会严重地污染自然环境,仅通过一般的处理方式无法妥善处理废水污染。所以,各个工厂应该与自身排出废水的具体情况相结合,通过恰当有效的工艺进行处理,降低所排出废水的污染性。在国家逐渐重视大气环境污染的前提下,各种管控手段与标准变得更加严格,有关的环保产业也持续进步,要想减少VOCs的排放数量,就需要重点对废气进行管控,说明废气治理期间的关键问题,并利用对各种废气处理工艺的比较与分类,创建恰当的治理方案,以增强整体治理水平。

1.4丁二醇生产工艺中乙炔气净化新方法解析

针对1.4丁二醇(BDO)生产工艺特点,研究乙炔气的净化方法,旨在根据1.4丁二醇生产中存在的问题,构建针对性的处理方案,提高1.4丁二醇生产工艺中乙炔气净化新工艺的使用效果,降低工艺成本,有效推动行业的稳步发展。

基于等效电路的高压直流断路器均压电极设计

为研究直流断路器内冷水路中的均压电极设计问题,将直流断路器冷却水路物理结构等效为电路图,实现对散热器支路漏电流的仿真。仿真结果表明在结构中增加均压电极能有效降低散热器支路的漏电流,其中在进出水支路均设置均压电极时漏电流能降至最小,这为直流断路器的均压电极设计提供了理论依据。

化工设备故障分析与预防

在现阶段的化工企业发展过程中,化工设备占据十分关键的地位。它与化工产品的制造和加工效果存在着密切的关联,并影响着企业加工目标的实现程度。化工设备发生故障,将会妨碍企业生产运行和产品加工的正常开展,阻碍企业在市场经济中的竞争和进步。所以,仔细的研究并分析化工设备故障并展开相应的预防维修非常重要。在此背景下,文章结合具体的操作经验,对化工设备常见的故障展开分析并提出预防维修措施。

快速渗氮处理下的TC4钛合金的摩擦磨损性能

为了改善TC4钛合金表面硬度、耐磨性较差的缺点,本文提出了基于超快高温烧结(UHS)工艺的快速渗氮处理(HSNT)表面处理方法。对TC4钛合金表面进行HSNT,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究试样的微观组织,采用维氏显微硬度计和摩擦磨损试验装置对试样进行力学性能测试。2 min即可在TC4钛合金表面形成改性层,改性层由两部分组成,最表层为氮化物层,厚度10μm,平均显微硬度为HV_(0.1)973.55,主要成分为Ti N;次表层为渗氮层,厚度10μm,平均显微硬度为HV_(0.1)774.53,截面显微硬度整体呈现出阶梯分布的趋势。摩擦磨损试验发现,在20 N载荷下,经过HSNT的TC4的摩擦系数为0.406,降低了24.4%,经过HSNT的TC4的磨损体积为0.302 mm^(3),降低了86.7%。不同载荷下经过HSNT的TC4的摩擦系数和磨损体积始终小于TC4钛合金,且均随着载荷的增加而增大。在20 N载荷下,TC4的磨损机制主要表现为磨粒磨损和氧化磨损,经过HSNT的TC4的磨损机制主要表现为粘着磨损和氧化磨损。经过HSNT的TC4钛合金的性能得到了明显的改善,弥补了TC4硬度低、耐磨性差的缺点。

工艺参数对激光冲击微造型效果的影响

激光表面织构(LST)是一种广泛应用的表面微造型方法,然而其主要缺点是消融过程会导致材料熔化、断裂以及改变表面微观组织。基于激光冲击强化(LSP)技术在Al7075表面开展微凹坑造型研究,其特点是既能克服激光表面织构的缺点,又能继承激光冲击强化的优点。使用AxioCSM700真彩色共聚焦扫描显微镜和VeccoWYKO表面形貌仪观察微凹坑的几何形貌,用HXD-1000TMSC/LCD MH-VK双压头显微硬度计测量微凹坑的内部以及周围表面的硬度。实验结果表明,微凹坑的直径和深度随激光的脉冲能量、冲击次数、离焦量、约束层K9玻璃厚度的变化呈现一定的变化规律;微凹坑的影响区域,沿着凹坑径向方向硬度逐渐增加,中心位置硬度最大,这有利于提高材料的抗磨损能力。

激光驱动复合飞片加载金属箔板的成形能力

激光驱动飞片加载金属箔板成形技术是一种新型微成形技术,其飞片的结构和性能是影响该技术成形能力和质量的主要因素之一。通过Spitlight 2000Nd:YAG激光器探究了复合飞片(主要由黑漆吸收层、聚酰亚胺隔热层和铝飞片组成)对激光驱动飞片加载金属箔板成形性能的影响。实验结果表明复合飞片能够增大工件的最大成形深度,同时工件形貌中心与模具中心的对中性更好,证明复合飞片在成形过程中对冲击波具有增压和均压作用,能够提高该技术的成形能力和质量。讨论了复合飞片提高成形能力和质量的原因,同时探究了激光能量和聚酰亚胺薄膜厚度对成形性能的影响。