钛/铝异种金属激光熔钎焊接头性能分析

采用YLS-4000光纤激光器对TC4钛合金与5052铝合金进行对接焊,通过将激光偏向铝合金一侧,实现钛/铝异种金属的激光自熔焊。使用光学显微镜、扫描电镜和拉伸测试等方法,分析了激光偏移量和焊接速度对焊接接头组织及力学性能的影响。实验结果表明,接头界面处生成了平均厚度在几微米左右的金属间化合物层,成分包括靠近钛侧的TiAl和靠近铝侧的TiAl_(3)。在激光功率为3000 W、离焦量为0、激光偏移量为0.6 mm(偏向铝侧)、焊接速度为3.0 m/min的条件下,接头的最大抗拉强度为175.4 MPa。Ti/Al接头的断裂韧性随着金属间化合物层厚度的增加而减小,化合物层厚度最大为6.54μm,此时接头的断裂韧性值最小,为10.778 MPa·m^(1/2)。

焊接热输入对1000 MPa级马氏体钢焊接接头组织和性能的影响

采用熔化极气体保护焊的方法对1.8 mm厚1000 MPa级马氏体钢进行了焊接,系统地研究了焊接热输入对焊接接头硬度分布、组织演变及力学性能的影响规律。结果表明:与母材相比,焊缝及热影响区的硬度均发生了不同程度的软化现象,细晶区软化现象最为显著;随着焊接热输入增加,焊接接头的强度及塑性均降低,韧性提高,焊缝区、临界区及亚临界区的硬度略有降低,粗晶区和细晶区的硬度略有升高,焊缝及热影响区的冲击性能无明显变化,接头断裂位置由细晶区变为亚临界区。

峰值温度对780HE复相钢粗晶区组织与性能的影响

【目的】该文旨在系统地研究峰值温度对780HE复相钢粗晶区组织、析出相及力学性能的影响。【方法】利用热模拟试验机模拟焊接过程中不同热输入下780HE复相钢粗晶区经历的焊接热循环。【结果】在不同峰值温度下,粗晶区组织均由贝氏体组成,峰值温度由1140℃提升至1320℃时,奥氏体初始转变温度降低,板条贝氏体含量由10%提升至95%,位错密度由0.96×10^(6) mm^(−2)增加至1.12×106 mm^(−2)。粗晶区析出相均以近圆形复合型析出相(Ti,Nb)C为主,伴随微量方形(Ti,Nb)(C,N)。峰值温度在1210℃及以上时,2~10 nm的(Ti,Nb)C消失,大尺寸的(Ti,Nb)C密度降低至7μm^(−2)以下。峰值温度由1140℃提升至1210℃及1320℃后,抗拉强度分别为750 MPa,744 MPa及789 MPa,屈服强度分别为661 MPa,652 MPa及705 MPa,断后伸长率分别为12.2%,12.4%及10.4%,冲击吸收能量分别为64.17 J,18.55 J及5.64 J,冲击断口由韧性断裂向脆性断裂转变。【结论】峰值温度对粗晶区组织、析出相种类无明显影响。随着峰值温度的增加,板条贝氏体含量增加,位错密度增加,同时析出相尺寸增大,屈服强度先略微下降再显著提升,与断后伸长率变化趋势相反,而冲击韧性显著降低。

电弧熔炼Fe-V合金的凝固组织与转变规律研究

采用电弧熔炼法制备不同成分的Fe-V合金材料,并采用扫描电子显微镜、背散射电子显微镜、硬度计检测等对其铸态和热处理条件下的微观组织和力学性能进行表征分析。结果表明:Fe-V合金铸态组织共存在3种相:基体固溶体α相、亚稳相α'相及脆硬相σ相。慢速升温淬火会使Fe-V合金组织内部以及生成的σ相长大,使从基体分离出的α'相发生溶解;快速升温淬火,Fe-V合金组织内部已经生成的σ相没有明显长大,还变得细小。富铁部分Fe-V合金淬火条件下硬度比铸态组织要低,相反富钒部分合金硬度升高。

“新工科”建设背景下材料成型及控制工程专业“混合式教学”模式构建策略研究

在新工科建设背景下,以提高教学效果为目的,工科专业课程的“混合式教学”逐步得到了推广应用。然而,当前“混合式教学”依然存在普适性较弱、脱离工程应用实际、形混而实不混等方面问题,极大程度地阻碍了其进一步发展。该文以北京科技大学材料成型及控制工程专业为例,针对工科专业课程的“混合式教学”模式进行探索,通过信息技术构建适应材料成型及控制工程专业的“线上+线下融合”“虚拟+现实融合”“课内+课外融合”“实践+理论融合”的学习环境,由教师、学生、企业协同构成社会网络,打破校企界限,聚焦业内产业链。通过对产业链专业知识需求数据的采集,从知识点关联性角度构建具有普适性特点的“混合式教学”模式,助力高端工科专业人才培养。

高速列车铝合金车体焊接工艺研究进展

高速列车车体焊接接头的结构完整性决定了列车运行的安全性和可靠性。当前,我国高速列车车体材料由合金钢逐步发展为铝合金,列车车体材料的演变,对焊接技术提出了更高的要求。文章针对在高速列车铝合金车体制造中应用的熔化焊、钎焊、固相焊和复合焊等焊接技术进行了阐述,分析了上述焊接技术的应用范围和优缺点,提出了高速列车车体焊接工艺中存在的问题及尚待深入研究的方向,以期为改善高速列车车体焊接接头的质量,提高列车运行的安全水平提供理论支撑与技术支持。

钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能

采用电弧加热镀锌钢板,通过热传导使铝合金熔化,形成两个互不接触的熔池,实现钢/铝异种金属搭接熔钎焊;利用扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)对连接界面的微观组织进行观察与分析。结果表明:在连接界面形成两种金属间化合物,一种为接近铝合金母材呈针状或絮状的FeAl3,另一种为接近钢呈舌状或条状的Fe2Al5;反应层FeAl3的厚度在连接界面上的分布大致均匀;而反应层Fe2Al5的厚度从焊缝中心向两侧逐渐变薄;随着焊接线能量的升高,接头的承载能力呈先增大而后减小的趋势,最高承载能力可达177.2 N/mm,为铝合金母材强度的84%。

镍箔中间层对不锈钢/铝合金激光深熔焊的影响

以不锈钢201和铝合金5052作为试验材料,添加镍箔作为中间层,配合钢上铝下的搭接接头形式,采用激光深熔焊方法进行了焊接试验,分析了热输入对焊缝成形的影响以及添加镍箔后接头力学性能与不锈钢/铝合金焊接性的变化,并提出了焊缝下凹深宽比r以表征焊缝对应力集中的敏感程度.结果表明,热输入升高会导致焊接过程中飞溅增加,焊缝宽度与下凹程度增大,熔穿深度升高;不锈钢焊缝金属嵌入到铝合金内的熔穿深度对焊缝的力学性能有着重要的影响;镍中间层的添加有效地改善了接头力学性能,扩大了可用的工艺参数范围.

铝/钛异种合金激光熔钎焊接头界面特性

以铝硅共晶合金为填充材料,采用激光熔钎焊的方法对铝/钛异种合金进行焊接,获得了同时具有熔焊和钎焊双重特征的焊接接头。由于激光局部加热并且有很高的冷却速度,发现在钛合金附近的钎焊界面形成了特殊的形态结构。结果表明,获得的钛合金钎焊区界面金属间化合物厚度很薄,仅在10μm以下。焊缝上部界面金属间化合物较厚,主要呈锯齿状;焊缝下部界面金属间化合物厚度不足1μm,呈薄层状。界面金属间化合物的主要成分为TiAl3,以Ti(SixAl1-x)3结构的置换固溶体形式存在。底部界面容易成为裂纹产生的源头,裂纹多沿界面附近焊缝中的共晶组织扩展,接头的平均抗拉强度为铝母材的85%左右。

Ti/Al异种合金激光熔钎焊过程气孔形成机制

采用矩形光斑CO2激光为热源,以AlSi12作为填充焊丝进行钛/铝异种合金的激光熔钎焊试验,发现气孔是导致接头失效的一个主要因素。结果表明,钛/铝异种合金激光熔钎焊的气孔缺陷主要是由镁元素的气化所致。光束的偏移量及激光功率是影响气孔产生的主要因素。界面棒状的金属间化合物长度低于10μm时一般不产生气孔,而气孔的直径与焊缝内部的微观组织有关。

电流辅助钛/铝异种合金激光熔钎焊的特性

采用电流辅助激光熔钎焊的方法对钛/铝异种合金的焊接特性进行研究。结果表明:激光功率对钛/铝异种合金接头的力学性能及微观组织有着明显的影响;辅助电流可有效地降低焊接过程中所需的激光功率,促进焊丝及铝合金母材的熔化,提高液态金属对母材的润湿铺展能力,在一定程度上促进了界面反应。

光斑形式对Ti/Al异种合金激光熔钎焊特性的影响

采用椭圆形和矩形两种光斑形式对Ti/Al异种合金进行了激光填丝熔钎焊的试验研究,分析了不同工艺参数对焊缝成形的影响规律,获得不同热源作用方式下的界面形态规律及其对界面强度的影响。结果表明,采用椭圆形光斑和矩形光斑进行激光填丝熔钎焊均可获得较满意的焊缝成形。其中矩形光斑具有更好的焊接适应性,更容易控制焊缝成形。抗拉强度测试结果表明,椭圆形和矩形光斑接头的最高抗拉强度分别达到铝母材的75%和80%。

钢/铝异种金属光纤激光熔钎焊数值模拟

采用ANSYS有限元软件,建立了钢/铝异种金属光纤激光熔钎焊有限元模型,并采用熔池边界准则验证了其准确性,在此基础上计算了工件的应力与变形.结果表明,工件上的纵向峰值拉应力出现在焊缝底部热源后方的钢母材一侧,随着焊接过程的持续进行,其数值不断增大,焊接结束瞬间(13 s)达到最大值203 MPa;工件上的应力场呈不对称分布,热源附近区域存在较大应力梯度;工件最大变形量为0.882 mm.

基于BP神经网络的星箭界面动载荷识别

提出一种基于BP神经网络的星箭界面动载荷识别新方法。建立卫星结构的高保真动力学模型,利用仿真分析/地面试验获取的卫星结构加速度响应与星箭界面加速度激励的样本库;基于BP神经网络训练卫星结构加速度与星箭界面加速度激励的传递关系,利用实测卫星结构加速度响应识别星箭界面加速度激励;将星箭界面加速度激励施加与卫星结构的高保真动力学模型获取星箭界面动载荷。开展了数值仿真和振动试验,验证了所提出方法的有效性,为服役状态下卫星结构的振动载荷环境预示提供有力支撑。

异种合金激光熔钎焊技术的现状与展望

文中对近年来新出现的异种合金激光熔钎焊方法进行了评述,在润湿铺展性能、接头形式和界面反应机制三个方面进行了分析,并结合国内外现有的研究成果,提出了异种合金激光熔钎焊目前需要解决的几个问题,进一步推进激光熔钎焊新方法的应用。

《液压传动》教学改革的探索与实践

《液压传动》课程是机械类各专业的一门重要技术基础课。几年来通过优化整合教学内容,充分利用以计算机技术为基础的现代教学媒体,对课程内容、教学手段及教学方法的改革进行了探索与实践,提高了教学质量,较好地完成了教学任务。

基于“卓越工程师教育培养计划”的机械专业人才培养模式研究与实践

"卓越工程师教育培养计划"(简称"卓越计划")是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。黑龙江工程学院机械设计制造及其自动化专业作为教育部"卓越工程师教育培养计划"第一批的试点专业,几年来,围绕"卓越计划"工作要求,树立了全面发展和多样化的人才培养理念,树立主动服务国家和地方经济的战略需求,主动服务行业、企业需求的观念。

机械设计制造及其自动化专业人才创新能力培养的研究与实践

探讨机械设计制造及其自动化专业应如何培养人才的创新能力。

超精密加工的关键技术及发展趋势

超精密加工是在超精密机床设备上利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动对材料进行微量切削,以获得极高形状精度和极低表面粗糙度的加工过程,其精度从微米到亚微米,乃至纳米。它与当代一些主要科学技术的发展有密切的关系,是当代科学发展的一个重要环节。而且,超精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。

卫星结构中的非金属材料

介绍了各种复合材料、胶粘剂、高分子材料和工业陶瓷等非金属材料的性能及其在卫星结构中的应用情况。强调了非金属材料在提高卫星性能、减轻卫星结构质量,以及增大卫星有效载荷方面的作用。最后指出了卫星结构材料高性能、多功能、复合化、智能化、低成本以及高环境相容性的发展趋势。