碳/碳复合材料的载流摩擦磨损性能及机理

在高速载流摩擦磨损试验机上对碳/碳复合材料进行摩擦磨损试验,研究了不同电流、载荷和滑动速度下复合材料的摩擦因数、磨损率及磨损表面形貌,并分析了磨损机理。结果表明:在一定载荷作用下,随电流和滑动速度增大,碳/碳复合材料的摩擦磨损性能先保持良好而后趋于恶化;在电流和滑动速度一定的条件下,较低和较高的载荷都会恶化碳/碳复合材料的摩擦磨损性能;随着摩擦表面温度升高,碳/碳复合材料基体开始氧化流失,碳纤维脱落形成磨屑,从而导致磨粒磨损;随后摩擦表面的高温使磨屑软化,磨屑在机械应力作用下逐渐被碾压成碳膜,形成粘着磨损;磨损表面温度的进一步升高以及高速冲击的作用破坏了碳膜的完整性,从而恶化了碳/碳复合材料的摩擦磨损性能。

极性对载流电弧演化及其烧蚀的影响

在自制的载流电弧试验机上进行了极性对载流电弧的演化过程和烧蚀影响试验。试验结果表明:当钨探针为阳极、铜试样为阴极时,载流电弧燃烧剧烈,燃弧时间长,大量蒸气溢出,载流摩擦副的烧蚀严重;当钨探针为阴极、铜试样为阳极时,载流电弧燃烧剧烈程度明显减弱,燃弧时间短,少量蒸气溢出,载流摩擦副的烧蚀较轻。载流电弧具有明显的极性特性,从带电粒子的产生机理、电弧状态和电弧烧蚀机理方面进行了分析,发现阳极材料蒸发气化是电弧燃烧的主要影响因素,可通过分散电子对阳极材料的热输入来抑制电弧燃烧,缩短金属蒸气态电弧存在时间以减轻电弧烧蚀。

钨/铜载流摩擦副的电弧烧蚀行为

在自制载流电弧试验机上进行了钨/铜载流摩擦副的载流电弧烧蚀试验,研究了其电弧烧蚀行为和电弧烧蚀机理。结果表明:随燃弧时间的延长,载流电弧电流下降,电压增加,电场强度则先增后降;载流电弧分为起弧、稳定燃烧和熄弧3个阶段,各阶段的时间间隔分别约占整个燃弧时间的7%,89%和4%,铜试样的严重烧蚀主要发生在起弧阶段和稳定燃烧的初期;随着试验电流的增大,金属蒸气态电弧存在时间延长,铜试样表面的电弧烧蚀坑宽度增加,深度先增后降,这与高熔点钨的沉积加剧有关。

火车车钩舌面仿形自动堆焊机仿形系统设计

火车车钩舌面经常需要进行焊补 ,传统的手工堆焊工效低且质量差 ,为配合仿形自动堆焊机的研制 ,本文设计了自动堆焊机的控制系统 ,该系统采用PLC控制技术 ,两个伺服电机、一个步进电机驱动和三维精密工作台机械传动 ,实现三坐标、多道自动堆焊 ,保证S面精确成型。经过调试及模拟运行后表明 ,该控制系统能使焊枪运动轨迹为要求的S形 ,并使Z向工作台在规定的时间内上下运动 ,保证了自动堆焊机的仿形精度和工作效率 。

农用车总装线翻转机构改进设计

根据农用车底盘车架的结构特点,对传统的环链式翻转机构进行改进。用夹具固定车架,然后上移一定距离进行翻转,随后下落至装配主线上。本翻转机构采用电力控制,成本低,操作简单,安全系数高。

铜合金表面渗铝工艺研究

利用粉末包埋法对低铝铜合金表面进行渗铝,考察不同的密封性、温度、时间对渗铝层的影响,结果表明:用管式容器在900～950℃进行渗铝,保温6～8 h,可以获得170～200μm左右的渗铝层。经SEM观察,发现渗铝层厚度非常均匀,与基体有明显的界面,界面结合良好,渗层组织较基体致密。利用阿累尼乌斯经验公式求得铝的扩散激活能为103.69 kJ/mol。

火车车钩钩舌面仿形自动堆焊机堆焊夹具设计

火车车钩钩舌S形面是易磨损面 ,因而经常需要进行焊补 ,传统的手工堆焊工效低且耗材 ,仿形自动堆焊能提高效率 ,但定位精度不易保证 ,从而影响焊接精度。为配合仿形自动堆焊机的研制 ,本文设计了仿形自动焊补专用夹具 ,该夹具不是以常规一面两销定位 ,是以一面一销大致定位 ,再调整靠模的调整机构 ,使靠模局部与钩舌S面未磨耗的点或面精确贴合 ,达到精确定位 ,从而大大提高仿形堆焊精度。

焊接专业人才培养模式改革的研究与实践

焊接专业方向是一门综合性极强的交叉学科。从课程设置和教学模式下入手,对教学改革展开分析和阐述。课程设置上,根据工作岗位需要对课程开发,注重实用性和针对性;课程内容上,确定理论知识的度,确保授课内容的先进性,应用性;教材改革上要删除陈旧内容,跟上时代步伐;授课方式上,采用启发式教学,配合具体案例,进行研究性学习;师资方面要注重"双师型"教师的培养,加强对高校教师实践生产经验培训;对学生进行国际工程师培训认证,可促进专业知识与国际工程标准接轨,开阔学生视野,使学生快速适应社会和企业的要求。

焊接综合性实验研究与实践

根据在实验教学中得到的经验,以典型的焊接产品储液压力容器为实验研究对象,对焊接实验课综合性开发进行探讨。在实验教学中注重理论联系工程实际,紧紧围绕典型工程组织教学,注意加强各个实验之间的联系,使专业实验课工程化、综合化、参与自主化,学生从整体上把握每一个实验,达到学生通过实验增强工程意识,提高工程实践能力同时提高创新能力。通过综合性焊接实验的进行,明显提高学生的学习主动性和学生对焊接实验的兴趣,使学习过程成为发现、捕捉信息的过程,是培养学生创造能力的有效途径。

钩舌面仿形自动堆焊机PLC顺控系统设计

介绍采用 PLC 控制2个伺服电机、1个步进电机和三维精密工作台机械传动的自动堆焊机控制系统,实现了三坐标,多道自动堆焊,保证了 S 面精确成型。

创新创业教育融入焊接技术与工程专业教育研究

本文以洛阳理工学院焊接技术与工程专业为例,介绍了创新创业教育与专业教育融合的有效途径,从教育理念的融合、课程体系构建、师资力量的培养和实践平台的搭建四方面展开研究,对促进我校创新创业教育与专业教育深度融合有着重要意义和应用价值。

伴生电弧行为及其对滑动载流摩擦的影响

针对伴生电弧对载流摩擦过程的影响难以直接评估的问题,采用针/板摩擦副研究单伴生电弧行为及其对载流摩擦的影响。研究结果表明:在单伴生电弧的萌生、发展、湮灭过程中,电流整体呈下降趋势,根据下降速度的不同,可以分为5个阶段;电压降呈现出与电流相反的5个阶段。单伴生电弧的各阶段平均载流效率不高,其值为38%~42%,全过程平均载流效率随着电流增加略有增加。单伴生电弧造成摩擦面的严重破坏,烧蚀区域前端尤其严重,且电流越强其破坏程度越严重。电弧对载流性能和摩擦磨损性能都有害。

聚合物材料的滑动摩擦特性研究

为了更好地理解人体在行走过程中发生打滑的摩擦学机制,采用Mark II止滑试验机,在干路面、水路面、油路面环境条件下研究橡胶、聚氯乙烯和聚氨酯3种聚合物材料分别与常用的大理石、复合木地板和水磨石地板材料配副的滑动摩擦特性。结果表明:干路面条件下,橡胶的摩擦因数最大;湿路面条件下,3种材料的摩擦因数相差不大;油路面条件下,3种材料的摩擦因数都急剧减小到接近于0。在3种影响因素中,路面污染条件对摩擦因数的影响显著,而配副材料对摩擦因数的影响都不显著。

石墨形态对铸铁热疲劳性能的影响

主要研究了石墨形态对铸铁热疲劳性能的影响,为高速列车制动盘的合理选材提供依据。试验结果表明:蠕墨铸铁的耐热疲劳性能最好,球墨铸铁次之,灰铸铁最差。

基体组织对蠕墨铸铁热疲劳性能的影响

主要研究了基体组织对蠕墨铸铁抗热裂性能的影响,为高速列车制动盘的合理选材提供依据。试验结果表明:铁素体基体蠕墨铸铁的耐热疲劳性能优于珠光体基体蠕墨铸铁。

增强体成分对表面复合材料摩擦特性的影响

使用碳化钨和高碳铬铁为主要增强体,采用铸造方法制备了3种不同成分的表面复合材料,研究了增强体成分对表面复合材料摩擦特性的影响。结果表明:碳化钨改变了表面复合层组织中碳化物的形态和相对数量,适量的碳化钨可显著提高表面复合材料的耐磨性,但含量过高反而使表面复合材料的耐磨性有所降低。

相对湿度对铜材料载流磨损的影响

利用气氛可控单点载流磨损试验机,在滑动电接触条件下,研究了相对湿度对铜材料载流磨损的影响。研究结果表明:相对湿度和电流的共同作用影响了载流磨损机制,相对湿度的增加和电流的介入增加了铜材料的表面氧化程度。当相对湿度为10%、60%和92%时,通10 A电流的磨损深度比未通电时分别下降了0.628μm、0.672μm和2.187μm。当相对湿度为10%时,铜表面发生了严重的黏着磨损,且随着电流的增加黏着磨损仍然大量存在。当相对湿度为92%时,随着电流的增加,黏着磨损得到改善。不通电时,相对湿度的增加有助于铜的摩擦化学氧化,但并未显著改善黏着磨损;通电时,发生电化学氧化有助于形成氧化膜,从而降低黏着磨损。

5083铝合金CMT焊接焊缝质量研究

采用冷金属过渡焊接技术(CMT)对15 mm厚的5083铝合金板在不同工艺参数下进行焊接试验,对焊缝质量进行了研究。结果表明,在较低的焊接速度和较高预热温度下焊缝气孔少;在较高的焊接速度和较低的预热温度下可以避免角变形等焊接缺陷的发生。利用金相显微镜对显微组织进行观察分析,发现试样的焊接速度低而预热温度高,焊缝处容易形成规则的等轴晶,各个区域的形貌差异更加明显;经过焊接接头硬度分布测试,发现焊缝区显微硬度存在一个最低值,约为50HV。

基于PLC控制系统的火车车钩钩舌面自动堆焊机

本文根据车钩钩舌面焊补工艺要求 ,研制出一种专用于火车车钩钩舌面仿形自动堆焊机 ,克服了传统的手工堆焊工效低、劳动强度大且耗材多等缺点。该机在自动堆焊时 ,车钩钩舌由靠模定位系统定位 ,以PLC为核心的控制系统控制电机和三维精密工作台 ,实现三坐标、多道自动堆焊 ,确保钩舌面精确成型。