基于稳态磁场阻尼效应的激光熔覆气孔缺陷抑制机制

气孔作为激光增材制造主要的缺陷之一,严重影响其在动态载荷下的力学性能。采用稳态磁场辅助激光熔覆的方法,以在不改变激光工艺条件下实现对气孔缺陷的抑制。为了明晰稳态磁场对气孔缺陷的抑制机制,基于稳态磁场下气孔输运多物理场模型及激光熔覆试验,研究不同磁场强度下熔池的流场分布、气孔输运轨迹、气孔分布及内部的元素分布等规律。模拟结果显示,外加稳态磁场在熔池内产生的感应洛伦兹力增加了流体的粘滞效应,降低了熔池内流体的流速。随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,熔池表面最高流速从0.137 m/s降低到0.054 m/s。试验结果显示:随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,涂层孔隙率从13.339%降低到7.768%。结合气孔运动轨迹及熔池元素分布规律,得出稳态磁场抑制气孔缺陷的主要原因为磁阻尼效应降低流体速度,抑制外界氧元素进入熔池与碳元素结合生成气孔,从而降低气孔的数量。研究结果可为磁场辅助激光熔覆、焊接及修复等过程中的气孔缺陷控制提供理论依据。

气孔缺陷对Q355B对接接头疲劳行为的影响

通过疲劳试验、硬度测试、显微组织观察,对焊缝宽度为20,25,30mm的含气孔缺陷Q355B对接接头单轴应力状态下的疲劳性能进行研究。研究结果表明,随着应力水平由220MPa降至160MPa,对接接头疲劳寿命离散性增加,微观破坏形式由穿晶破坏变为沿晶破坏;对接接头疲劳断裂均由多个疲劳源共同作用,约41%的对接接头因表面缺陷断裂于母材;当气孔缺陷位置相同时,焊缝宽度越小,对接接头疲劳寿命越短;当气孔缺陷位置不同时,缺陷越靠近底面,对接接头疲劳寿命越短;在相似的应力水平和缺陷尺寸下,焊缝中心气孔缺陷对焊缝影响更大,处于边缘的气孔缺陷对母材影响更大。

地铁车站钢管柱焊缝气孔缺陷无损检测技术

为提高地铁车站工程现场钢管柱焊缝气孔缺陷的检测效率和检测精度,提出利用X射线线阵扫描技术进行气孔缺陷检测,并针对X射线图像存在隐秘气孔缺陷的特点,提出了钢管柱焊缝气孔缺陷检测方法,该方法包括定位钢管柱区域、定位焊缝区域和定位气孔缺陷区域3个步骤,在检测过程中尤其要注意对图像进行去噪处理。将检测方法应用到工程现场焊缝检测中:气孔缺陷的检测精确率和召回率分别达到97.7%和98.8%,能够较为准确地捕获钢管柱上的气孔缺陷,每张图像的平均处理时间仅为48.6 ms,具有很高的检测效率,能够在实际工程中予以推广应用。

基于点云分层融合架构的混凝土气孔缺陷量化评估方法

气孔是钢筋混凝土结构最常见的表观质量问题,受现场复杂环境和设备算力的限制,现有评估方法存在准确性差、运算效率慢等挑战。本文提出了一种基于点云分层融合架构的气孔缺陷量化评估方法,从而实现对混凝土表观质量端到端的高效量化评估。首先,提取目标场景点云的集合、形状和深度3个维度特征信息,给出了一种全新的点云多维信息分层融合架构;其次,提出了一种基于深度线畸变的平面线性搜索方法,有效克服缺陷检测中的环境和噪声影响;然后,为了降低拍摄角度和其他干扰信息的影响,建立了最大重平面缺陷体积量化模型;此外,为解决倾斜扫描情况下缺陷关键点丢失问题,提出了一种补偿策略提高不同拍摄角度的评估准确率。最终,通过缺陷综合评价指标和现场实验,验证了所提方法的准确性和鲁棒性。结果表明,该方法对各种情况下的气孔缺陷均有较好地评估效果,正面扫描误差低于6.0%,倾斜拍摄的补偿误差低于19.8%,能够为现场施工质量评估提供有效参考。

基于三维CT图像的电弧增材制造高强AlCuMnZr合金的气孔缺陷及其控制研究

研究了电弧增材制造(Wire and Arc Additive Manufacture,WAAM)高强AlCuMnZr合金的气孔缺陷形成机理及其控制方法。基于三维CT图像分析技术,对采用自然空冷(AC)、基板强制水冷(WC)及热等静压(HIP)后处理的薄壁件气孔缺陷分析。结果表明:AC/WC/HIP试样的气孔率分别为1.29%、1.21%、0.45%。HIP处理可有效降低气孔率并提升合金力学性能。基板自然空冷下WAAM成形AlCuMnZr合金经HIP处理后,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为(270±18)MPa、(150±8)MPa和(9±1)%。

铸造水冷电机壳气孔缺陷研究

随着我国对环保问题的不断重视,电动汽车逐渐进入到大众日常生活,并不断改变大众的出行方式。电机壳是电动汽车最为重要的组件,能够对电动汽车的性能产生影响。水冷电机壳在生产时大都是采用低压铸造技术铸造而成,很容易产生气孔等不良缺陷,导致电机壳质量不合格,影响电机运行稳定性。因此本文在研究时通过对水冷电机壳产生气孔缺陷的原理进行分析,然后探究水冷电机壳气孔缺陷形成的原因,最后提出铸造水冷电机壳气孔缺陷改善措施,旨在为水冷电机壳铸造奠定基础。

铸钢铸造中气孔缺陷的控制技术与工艺改进

以铸钢铸造气孔缺陷问题为研究对象,重点剖析气体在钢中的溶解行为、气孔形核、生长机制等,并结合某仪表有限公司的实践案例,具体分析铸钢件生产环境和样品制备过程对气孔缺陷造成的实际影响,同时进一步研究金属液体处理、浇铸温度速度控制等气孔缺陷控制技术应用方案,以期通过案例分析验证先进熔炼技术和新型铸造工艺方法的有效性,为铸钢铸造行业提升铸件质量提供参考。

厚大铸钢件的气孔缺陷分析及预防措施

厚大铸钢件在铸造生产过程中极易出现各种影响铸件使用性能的缺陷,针对厚大铸钢件在生产过程中遇到的气孔缺陷进行分析,通过优化造型工艺、改进熔炼工艺可有效减少气孔发生,从而解决厚大铸钢件在生产过程中易出现气孔缺陷的问题,提高铸件的质量。

大型复杂结构铸件表面气孔缺陷解决对策

以一种大型机体气孔缺陷为例,总结了复杂结构机体上表面气孔缺陷的解决方法。通过铸造仿真模拟分析了气孔缺陷形成机理,主要原因为:(1)铁水到达上表面时温度降低至1210℃附近,不利于侵入性气体上浮排出;(2)机体上表面缺少纵向排气通道、气眼和溢流冒口;(3)凸轮轴上部为拱形薄壁结构,浇注后期铁水粘稠,气体流动不畅无法顺利排出。通过改进机体上表面结构、提高排气能力等方案,解决了铸件表面气孔缺陷。

气缸体气孔缺陷产生原因及预防措施

分析了WP10气缸体铸造过程中气孔缺陷产生的条件和原因。气孔主要集中在上箱(最后凝固位置),表现为表面或近表面大小不等的圆形、长形或不规则形气孔。通过控制型芯发气量、优化浇注温度和速度、增加压边出气冒口以及改进浇注系统等措施,有效抑制了气孔缺陷的产生,显著提高了铸件质量。

长输埋地管道焊缝气孔缺陷弱磁信号正演模型模拟研究

针对长输管道在非开挖条件下的焊缝气孔检测难题,通过改进磁偶极子理论模型,创建了一种针对管道焊缝气孔缺陷等球形缺陷的弱磁信号正演模型。采用数值模拟方法研究了焊缝气孔缺陷磁感应强度波形特征,以及不同气孔尺寸和不同缺陷方位对磁感应强度的影响。结果表明:管道焊缝气孔缺陷处磁感应强度的法向分量Bx始终趋近于0,轴向分量By出现过零点特征且峰值改变方向,切向分量Bz出现极值特征;可通过弱磁信号进行缺陷尺寸的判断和对缺陷在管道环向位置上的定位,并得到了气孔缺陷半径R与总磁感应强度Bsum峰值的拟合公式。最后进行工程试验,验证了正演模型的准确率。缺陷管道处实际检测磁感应强度与理论计算结果在趋势上基本一致。其中缺陷处的总磁感应强度Bsum最大值,理论计算中为4202 nT,而实际检测中为4407 nT,误差为205 nT,误差率为4.66%。考虑到实际检测时,难免受到外界的干扰及其他因素的影响,总体上来说该误差在可接受范围内,可以为含焊缝气孔缺陷管道的弱磁检测定量化提供一定依据。

一种铝合金齿轮箱体气孔缺陷原因分析及解决措施

针对一种铝合金齿轮箱体铸件气孔缺陷问题,基于Magma铸造仿真软件,对气孔缺陷形成原因进行了分析,采用“宽筋部位增加小浇道+观察窗溢流冒口”的工艺方案,彻底解决了齿轮箱的加强筋和观察孔气孔缺陷,铸件成品率由60%提升到90%以上。

浅析压铸离合器壳体气孔缺陷防止

通过对某离合器壳体压铸件缺陷分析,借助质量工具,确定该产品气孔缺陷位置及产生的原因,并依据有关压铸理论及充填模拟分析技术,优化铸件排气排溢系统,防止气孔缺陷。结果表明:运用充填模拟技术,合理布置排溢系统及参数研究,可以有效地解决压铸件气孔缺陷。

轧制气孔缺陷变形行为有限元分析

针对4004铝合金冷轧板材在轧制过程中因气孔缺陷而产生轧制裂边、断带的问题,基于gurson-tvergaard-needleman(GTN)细观损伤模型,对冷轧板成型过程中的气孔缺陷进行了模拟计算.建立了板材轧制中气孔缺陷模型,分析了气孔缺陷的分布、形貌、尺寸、缺陷及其周围区域的应力场、应变场及临界孔洞体积分数的变化,探讨了轧板气孔缺陷的演变规律.结果表明:椭球形的气孔缺陷较球形的气孔缺陷在冷轧成型中更容易产生加工缺陷;半径大于0.5 mm的气孔缺陷,其周围容易产生附加拉应力,易产生裂边、断带缺陷;气孔缺陷在距离板材表面越近处产生加工缺陷的几率越大.

激光焊接中的等离子体变化规律及气孔缺陷快速测试方法--检测信号整体分析方法

文中通过对激光焊接过程中等离子体面积信号线性轨迹和其整体分布情况的研究,发现其整体信号的分布特征与实际激光焊接条件密切相关.并由此提出了一种针对激光等离子体面积信号的整体分析方法,建立了激光等离子体面积信号整体分布特征模型.结果表明,该方法可有效去除激光等离子体信号中的随机干扰信号及信号波动对检测数据分析产生的不利影响,具有较好的可重复性及易识别特点,能够对激光焊接等离子体形态变化特征进行快速、准确的识别.

铝合金压铸件的气孔缺陷及压铸技术新发展

压铸铝合金有良好的使用性能和工艺性能,因此铝合金的压铸发展迅速,在各个工业部门中得到广泛的应用,用量远远高于其他有色合金,在压铸生产中占有极其重要的地位。铝合金压铸生产的工件常因气孔存在而导致报废,产生气孔的原因很多,在解决这一产品质量问题时常常无从下手,如何快速、正确地采取措施减少因气孔而造成的废品率,这是各铝合金压铸厂所关注的问题。近年来,人们为了解决压铸件内部存在的气孔和缩孔问题,使之能生产出高强度、高致密性、可焊接、能进行热处理、可扭曲等各种性能的压铸件,在继续完善真空压铸以外又发展了挤压铸造和半固态压铸等新技术,并概括地称之为"高密度压铸法"。

风电箱体铸件气孔缺陷的解决方法

球墨铸铁箱体铸件是风力发电机组中较关键的部件。在下箱体铸件的实际生产中发现因气孔缺陷引起的渗油或漏油造成大量铸件报废。通过对该铸件的铸造工艺进行分析研究,发现造成气孔缺陷的主要原因是因为树脂砂的发气量大,型芯的排气不顺畅所致。通过改进铸造工艺,在型芯中增加排气孔,保证了型芯之间的排气道在浇注过程中和浇注完成后始终畅通,从而基本消除了气孔缺陷。同时,加强生产过程管理,严格执行箱体铸件涂料涂刷的工艺要求和树脂固化剂加入量的规定,对消除气孔也起到关键性作用。

2219铝合金FSW/VPPA交叉焊缝气孔缺陷

2219铝合金在搅拌摩擦焊(FSW)后,进行变极性等离子弧焊(VPPA)十字交叉焊接,其交叉接头存在气孔缺陷.针对6 mm 2219铝合金进行FSW/VPPA交叉焊接试验,探究了交叉焊缝的气孔类型,分别对比不同FSW热输入量、不同的VPPA焊接速度对交叉焊缝气孔缺陷程度的影响.结果表明,FSW热输入量越大,交叉焊缝气孔缺陷程度呈下降趋势,这与FSW过程产生瞬时空腔有关;而VPPA焊速越大,交叉焊缝气孔缺陷程度呈上升趋势.因此,为了抑制FSW/VPPA交叉焊缝气孔的产生,可以对FSW过程进行惰性气体保护、适当地提高FSW热输入量以及降低VPPA焊接速度.

硬质聚氨酯泡沫塑料夹芯气孔缺陷研究

在介绍了泡沫塑料成型机理与过程的基础上,重点研究了模塑成型的硬质聚氨酯泡沫塑料夹芯上气孔缺陷的类型及产生原因,指出可从发泡原料组分、发泡工艺及模塑型腔设计等方面采取措施来显著减轻夹芯气孔缺陷。

汽车缸体铸件气孔缺陷及改进措施

针对汽车缸体铸件气孔缺陷的问题,在分析某型汽车缸体铸件结构特点和原铸造工艺及质量情况的基础上,探究了缸体铸件气孔缺陷产生的原因,提出减少排气量、增加排气通道、优化浇注系统的方案,经优化后,增加排气面积6 488 mm2,控制金属液浇注温度为1 420~1 440℃,缩短浇注时间为24~26 s。结果显示,经优化后,汽车缸体铸件气孔缺陷明显减少,内废率由5.11%下降到1.93%,外废品率由3.94%下降到2.11%。