附加水冷对电弧增材制造4047铝合金构件组织与力学性能的影响

为解决电弧连续增材时,由于热积累效应导致堆敷层的塌陷问题,在基板底部加装水冷铝板,制备了水冷断续、水冷连续两种不同工艺的4047铝合金直壁构件,并制备无水冷条件下的增材构件作为对照.通过对比3种工艺条件下的构件基板热循环曲线、晶粒形貌、抗拉强度、硬度和断后伸长率,研究水冷条件对增材构件宏观形貌、微观组织和力学性能的影响.结果表明,水冷断续条件能够有效降低热量积累,增材构件侧壁更加平整.水冷连续条件下增材直壁构件成形最好,两端无塌陷产生,且成形效率最高.3种增材构件底部晶粒都以等轴晶为主,其余部位都以柱状晶和树枝晶为主.水冷连续条件下构件的晶粒尺寸最大,水冷断续条件下晶粒尺寸最小.各增材工艺制备的构件力学性能与ZL102铸造铝合金相当,其中水冷断续工艺制备的增材构件力学性最好.创新点:(1)通过加装水冷铝板增强散热,解决了电弧连续增材4047铝合金时堆敷层塌陷问题,改善了增材构件成形质量.(2)在水冷条件下采用连续增材制造工艺,增材构件既满足了基本性能要求,又提高了成形效率.

焊接结构车间焊接气溶胶扩散的数值模拟

以焊接结构车间的焊接气溶胶扩散过程为研究对象,应用计算流体力学湍流理论,选择包含浮力项的三维N-S方程以及κ-ε方程模式建立了焊接气溶胶扩散的数学模型。方程组采用SIMPLE(压力连接方程的半隐式)算法求解,求解结果较全面地反映了焊接气溶胶随时间、空间变化扩散的规律。通过焊接气溶胶浓度现场实测,模拟值与其浓度分布基本吻合。模拟数值显示焊接气溶胶扩散时首先受热浮力作用上升并在顶部聚集,然后在流场作用下沿顶壁面扩散,同时部分焊接气溶胶向下沉降。存在多个相邻的焊接源时,焊接气溶胶的扩散会形成叠加,导致部分区域的浓度升高。

焊接气溶胶喷射速率模型研究

基于焊接电弧特性和发尘特性提出等效发尘面积概念,通过分析发尘量与焊接参数之间的关系,建立了电弧焊焊接气溶胶喷射速率的数学物理模型,并推导出数学表达式.用该式对不同焊接线能量时E5015焊条电弧焊气溶胶喷射速率进行计算,结果表明随着焊接线能量的增加焊接气溶胶的喷射速率也相应增大,且速率值与一般实测结果基本一致,说明本文提出的焊接气溶胶喷射速率模型是合理的.这对焊接气溶胶扩散的数值模拟,更有效地实现对焊接气溶胶的控制具有重要意义.

熔化极气体保护焊发尘率研究进展

焊接发尘率作为表征焊接烟尘特性的主要指标,是对焊接烟尘展开定量研究和进行数值模拟必不可少的依据,也是优化工艺参数实现对焊接烟尘控制,进而研制低尘焊接材料的研究基础。从焊接烟尘采集测量方法、焊接发尘率的影响因素和焊接发尘率的模型预测三个方面综述了国内外对GMAW焊接发尘率研究的重点及进展。

基于BP神经网络预测药芯焊条耐磨性

应用Matlab语言及其神经网络工具包 ,通过BP神经网络 ,对WRS型金属基陶瓷药芯焊条堆焊层耐磨性进行模拟和预测。结果表明 。

电弧焊过程的环境负荷评价

将LCA环境评估方法引入电弧焊加工过程,提出对焊接过程环境负荷评价的工艺参数为单位体积或质量的焊缝金属(焊接产品)所涉及的能源、资源和废弃物的物资量,为定量化研究焊接环境负荷提供了一种新的方法。通过对CO2气体保护焊环境负荷的评定,表明废弃物因子项是焊接对环境影响的关键项,该因子应为主要控制和改进因素。获得的CO2气体保护焊的能源因子项与电炉炼钢工艺过程相关项有较好的相对可比性,这也表明该评估模型是合理的,并使得材料实现全寿命周期的定量评估成为可能。

基于熔滴过渡模型的GMAW焊接发尘率计算

通过对实心焊丝的GMAW焊接时的熔滴过渡进行金属蒸发理论分析,结合"质量—弹簧"理论,建立了基于熔滴过渡模型的GMAW焊接发尘率预测模型.模型分析了熔滴过渡过程中熔滴温度和发尘率的变化,同时通过四阶龙格—库塔算法获得了熔滴过渡的频率及过渡熔滴半径等特征参数.结果表明,熔滴在焊丝端部长大阶段中的发尘率占总发尘率的大部分,熔滴温度超过2417K后,发尘率将陡升,模型计算的熔滴过渡频率与发尘率与实测数据非常吻合.

多头立式泥沙磨损试验机试验研究

多头立式泥沙磨损试验机对泥沙浓度、冲击角和材料种类性质的变化敏感 ,对磨损时间不敏感 ,有良好的实验灵敏度 ,对材料的适用面宽 .推荐实验参数为 :泥沙的质量分数 70 %、磨损面冲击角 3 0°、磨损时间 60 min,采用中砂 .研究证明 ,该试验机能模拟疏浚工况 。

碳化钨浸润堆焊工艺及其堆焊层泥沙磨损试验研究

采用铜基钎料在低碳钢板上进行了碳化钨浸润堆焊工艺试验,叙述了浸润堆焊工艺过程及要求,对碳化钨浸润堆焊层进行了泥沙磨损试验。结合浸润堆焊层的复合构成及其性能,分析讨论了浸润堆焊层的抗磨粒磨损特性。

电化学原子层沉积研究现状及沉积体系的构建

近年来,电化学原子层沉积(Electrochemical atomic layer deposition,E-ALD)技术在制备催化、光电及热电等功能薄膜的研究和应用方面取得了较大进展.概述了E-ALD的发展历史、沉积原理、研究及应用情况,介绍了课题组研发的E-ALD系统的构成和生长过程的控制机理.

碳化钨条填充法电弧堆焊工艺及堆焊层泥沙磨损研究

介绍了铸造碳化钨条填充法电弧堆焊制备金属基碳化钨陶瓷复合材料耐磨层的基本过程,叙述了该方法堆焊工艺特点及电弧热作用对碳化钨颗粒形状及性能的影响,结合堆焊工艺论述了复合材料堆焊层的成分和性能特点。对铸造碳化钨条填充法电弧堆焊制备的复合材料堆焊层进行了泥沙磨损试验,并将其耐磨性与焊条熔敷金属的耐磨性进行了对比。讨论分析了作为硬质相的碳化钨颗粒和基体对堆焊层抗泥沙磨损性能的影响。

纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及其力学性能

为制备综合力学性能优异的纳米碳纤维(CNFs)增强聚合物复合材料,利用超声分散设备,采用1.6g/L的十二烷基酸钠(SDS)对纳米碳纤维进行表面处理,制备出不同纳米碳纤维质量分数的纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料.SEM和复合材料拉伸结果表明SDS分散处理在一定程度上能改善碳纳米纤维与基体的界面结合和分散情况,提高复合材料的拉伸性能.当纳米碳纤维的含量在3wt%左右时,复合材料的拉伸强度达到最大.动态拉伸结果表明对CNFs的表面处理能增加复合材料在动态变形时的内摩擦,且材料的动态力学性能稳定.

不同电解液中钛合金电解等离子体抛光的对比分析

利用粗糙度仪、激光发射率测试仪、光学及电子显微镜等设备,对不同电解液体系中得到的钛合金试样表面的粗糙度及形貌进行了分析.结果表明:配方4电解液体系中得到的试样表面最为平整、镜面效果最好;配方1、2、3处理得到的膜层表面粗糙度也有较大的改善.

焊接材料对形成焊接烟尘影响的研究进展

为减少焊接烟尘对人体的危害,必须考虑降低焊接时的发尘率,并减少烟尘中有毒成分的含量和危害性,而焊接材料正是影响焊接发尘率和烟尘成分的关键因素。针对GMAW焊接材料对焊接烟尘形成的影响,分别综述了焊丝和保护气体成分对焊接发尘率的影响、焊接烟尘微观形貌特征和成分以及焊接烟尘的形成过程,并进一步阐述了基于数值模拟的焊接烟尘形成机理的分析方法。

新工科背景下材料成型及控制工程专业工程实践能力培养探索与实践

新工科背景下,传统专业亟需根据新经济、新技术发展的新要求进行改造升级,在人才培养中要贯穿工程理念,切实提升学生工程实践能力。该文分析材料成型及控制工程专业应用型人才工程实践能力培养中存在的教学问题,具体阐述新工科人才培养方案重构、多层次实践体系构建与工程实践能力梯次培养、学生创新能力培养和实践平台与师资队伍保障等方面的改革与实践探索,并介绍改革成效,可为传统工科专业的升级改造提供参考和借鉴。

GMAW焊接工艺因素对E501T-1型药芯焊丝发尘率的影响

影响GMAW药芯焊丝发尘率的焊接工艺因素较多,通过选择焊接电流、电弧电压、焊接速度和保护气体气流量作为发尘率的主要影响因素,进行正交试验、单因素试验与交互试验,采用方差分析、单因素分析和回归拟合,得到了焊接工艺因素对发尘率的影响规律,以及降低发尘率的最优焊接工艺参数。结果表明,焊接电流对发尘率的影响最显著,发尘率随电弧电压与焊接电流的变化趋势符合Boltzmann模型,正交分析的优化焊接工艺参数符合该药芯焊丝的焊接工艺规范要求。

碳纳米纤维电镀镍方法研究

作为一种增强基材料,碳纳米纤维的优良性能被广泛关注.采用表面活性剂分散碳纳米纤维方法,制备了碳纳米纤维纸.利用电化学工作站,对碳纳米纤维纸进行电镀镍.通过伏安循环曲线和电镀曲线对碳纳米纤维电镀镍的过程进行分析.在碳纳米纤维电镀镍之后进行微观形貌、表面成分和电阻变化分析,发现碳纳米纤维能被镍很好地包覆且电阻率大幅降低.

巴基纸制备的研究进展

作为一种功能化的多孔宏观结构,巴基纸既保留了纳米材料的物理化学特性,又有效解决了碳纳米材料个体操作应用困难的缺点,适合在复合材料、电极、催化、过滤和提纯等领域的大规模工程应用.按照所用碳纳米材料的不同,巴基纸大致可分为四类:单壁碳纳米管巴基纸、多壁碳纳米管巴基纸、碳纳米纤维巴基纸、混合巴基纸.按照其材料的不同对巴基纸的制备进行综述,并对将来的研究进行了展望.

基于神经网络的药芯焊丝GMAW发尘率预测

焊接工艺对焊接发尘率有直接的影响,建立基于相关焊接工艺参数的焊接发尘率预测模型,预测特定焊接工艺的发尘率对控制和降低焊接烟尘的排放具有重要意义。鉴于焊接发尘率影响因素复杂,存在高度非线性特征,提出了基于神经网络的熔化极气体保护焊(GMAW)焊接发尘率的预测模型。通过药芯焊丝E501T-1发尘率实测数据,分别建立了BP和Elman神经网络模型,并采用遗传算法(GA)对2种神经网络进行了优化。基于15组实测数据的验证,结果表明,采用遗传算法优化后,BP和Elman神经网络模型的预测合格率分别提升了6.7%和13.4%,遗传算法优化的BP神经网络模型(GA-BP)的均方误差为586.21,平均绝对百分比误差为3.01%,均为4个模型中最小,其预测结果更为准确可靠。基于GA-BP模型所预测数据,对不同焊接电流和电弧电压的发尘率进行预测,在一定的焊接速度和保护气流量条件下,焊接电流约为170 A,电弧电压约为26 V时,焊接发尘率最小。

酒石酸-硫酸阳极氧化工艺参数对LY12铝合金耐蚀性的影响

酒石酸-硫酸阳极氧化(Tartaric sulfuric anodizing,TSA)作为铝合金六价铬阳极氧化的有效替代工艺之一,近些年在研究和应用方面均取得了较大的进展。为了改善TSA阳极氧化膜的耐蚀性,通过均匀设计方案及试验,对TSA阳极氧化处理工艺参数进行了详细的研究,得到了阳极氧化参数与膜层耐蚀性之间的联系,并通过试验验证了优化的处理工艺。结果表明:最佳工艺参数是电解液组成为55 g/L硫酸+88 g/L酒石酸的混合液,阳极氧化的电压、时间、温度分别为14.0 V、23 min、37.0℃和17.5 V、20 min、35.5℃。