热处理对选区激光熔化制备的点阵结构性能影响研究

选区激光熔化(SLM)技术因其独特的成形原理成为制备复杂点阵结构的理想工艺。以钛合金骨架和片状结构为研究对象,通过数值仿真和试验相结合的方法,分析了热处理工艺对结构微观组织、力学性能、断裂机制及吸能特性的影响规律。结果表明,固溶时效热处理后钛合金中α+β相均匀分布,固溶温度的增加会使片状α'相马氏体逐渐减少而β相增多;不同热处理状态下片状结构压缩强度为骨架结构的1.81~2.17倍,平台应力为后者的3.1倍,但两者弹性模量相当,同时热处理工艺对骨架结构力学性能影响较小而对片状结构影响较大;两类结构都表现出了45°结对角剪切断裂和断裂带传递的现象;骨架结构能量吸收效率远大于片状结构,但累积能量吸收量较低,热处理工艺没有提高被测结构的吸能性能。

脉冲激光电化学复合的定域性研究及三维微细刻蚀加工

在激光电化学复合微细加工系统中,利用透光导电的氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)导电玻璃作为工具阴极,引入激光辐照能量,保证了激光电化学体系的高效复合。采用脉冲激光辐照和电化学溶解蚀除的方法对铝合金进行了加工试验,工件表面在均匀电场作用下所形成的钝化膜,在激光定域辐照的热力冲击作用下被破坏,使基体材料发生电化学反应,而非辐照区域则不发生反应,从而提高了电化学反应的定域性。研究了复合加工定域性受激光热力冲击和气泡折射影响的机理,根据试验结果分析了激光能量,加工电流以及不同加工方式对复合加工定域性的影响,采用优化的工艺参数,有效抑制了激光热影响区和电化学杂散腐蚀,实现了成形精度和表面质量均较好的三维槽腔加工。

激光电化学复合加工的冲击空化检测及试验

为了测量脉冲激光击穿电解液下产生的声压信号,探讨冲击空化效应对激光电化学复合加工的作用和影响,建立了激光电化学复合加工检测系统。采用水听器采集脉冲激光聚焦电解液下产生的声压信号,使用示波器对声压信号进行存储、XVIEWER软件对声压波形分析和计算,最后对激光电化学复合加工的区域进行拍照,并分析冲击空化效应对激光电化学复合加工后的形貌特性和表面质量的作用和影响。结果表明,脉冲激光聚焦电解液下,产生冲击空化效应,向外辐射3个不同声压信号;随着激光能量的增加,激光冲击空化的3个声压变大,空泡的半径和泡能均增加;在激光电化学复合加工中,激光能量增加,产生的等离子冲击波和射流力越大,工件去除的量越多;空泡脉动促进电解液的流动,对加工区域的微观形貌和表面质量起重要作用。这一结果对复合加工的过程和形貌是有帮助的。

脉冲激光电化学复合加工的试验研究

在所构建的激光电化学复合加工系统中,加入透光导电的氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)导电玻璃作为工具阴极,使电场分布更加均匀,有利于工件表面形成均匀的钝化膜,保证了激光电化学的高效复合。采用该复合方法在浓度为0.5 mol/L的Na NO3溶液中对铝合金进行了加工试验,研究了不同的工艺参数对激光电化学定域性的影响。应用扫描电子显微镜、光学显微镜对工件的加工形貌进行检测。结果表明:随着激光的能量、频率、加工电流的增大,槽的宽度变大;随着进给速度的增大,槽的宽度变小。

风电主轴UT缺陷分析

风电主轴产品粗加工扒皮后进行NDT检测,发现有一支产品芯部位置有缺陷,最大缺陷当量?7 mm,超标报废。对该产品进行低倍酸蚀、化学成分检验、金相观察。结果显示:UT缺陷为裂纹缺陷,由于钢包余量不足,浇铸钢水存在严重的偏析,在热加工过程中,在微区成分偏析区域形成应力集中,且氢含量偏高,弱化了晶界强度,形成裂纹。

脉冲激光与电化学复合的应力刻蚀加工质量研究

脉冲激光电化学复合加工可以有效去除激光辐照区域内的电解产物,提高加工效率,改善加工质量.针对高性能金属材料的微细加工要求,采用脉冲激光电化学复合的应力刻蚀加工方法对铝合金的刻蚀特性进行理论和试验研究.通过比较激光直接刻蚀加工和激光电化学复合加工的特点,应用扫描电子显微镜、光学轮廓仪等检测技术分析了刻蚀区域的形貌特征.根据力学电化学原理,探讨了金属材料微结构加工的应力去除机理.通过加工试验,研究了工艺参数和加工方式对加工质量的影响,采用优化的工艺参数,加工出了质量较好的微结构.试验结果表明,激光电化学复合的连续扫描加工稳定性好,可以有效地降低表面粗糙度,提高加工质量.

激光电化学复合加工的温度场与电场模拟研究

激光电化学复合微加工技术将激光能量与电化学加工相结合,利用激光的热-力学效应和电极反应去除工件材料,实现选择性定域刻蚀加工。针对激光电化学复合加工中的多能量场耦合特点,利用有限元分析软件ANSYS对复合刻蚀加工靶材的瞬态温度场和电场进行了有限元数值模拟,研究了温度、电场变化对复合加工区域范围及加工深度的影响;并与试验结果对比,分析了激光电化学去除材料、刻蚀成形的机理,探讨了激光电化学微细加工所得表面形貌的特征。