等离子体电弧法制备硅锡复合纳米材料及电化学性能研究

硅作为锂离子电池的负极材料在脱出/嵌入锂时会产生巨大的体积膨胀,使自身发生粉化现象,从而造成容量的快速衰减。现有研究表明Si纳米化、合金化后能够缓解体积变形所导致的破碎效应。为了高效制备纳米级Si-Sn粉体材料,采用等离子体电弧作为热源对Si进行纳米化处理,之后通过等离子体电弧实现Si-Sn粉体材料的纳米合金化,研究等离子体电流对Si及Si-Sn纳米粉体材料制备特性的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测制备的物相,通过电池测试系统和电化学工作站检测硅纳米线作为负极材料时的电化学特性。结果表明使用等离子体电弧能够实现硅纳米线的高效制备,添加低熔点的Sn有利于硅纳米线管径尺度的均匀化。两组硅纳米线在第三次充放电循环后的效率均可保持在90%左右,其中Sn的加入能进一步提高硅负极的导电性和稳定性,循环60次后,电池的比容量为117.5 mAh/g。

进行CTOD试验的焊接工艺评定试板制备要点分析

文中对双面焊的大厚试板焊接工艺评定试板的制备过程制定了指导说明。针对大厚试板的制备过程的各个环节提出了合理做法,并结合作业特点,设定了合理的作业顺序,提高试板制备效率。针对热影响区CTOD试样容易出现无效试样的情况,明确了在试板焊接时应关注的操作要点,提高获取热影响区CTOD试样的有效率。

火电机组大中径管道焊接施工工艺

介绍了某电厂2×66万千瓦机组焊接施工过程,严格执行DL/T 869-2021中国发电厂的焊接工艺规程以及电力建设工程施工及验收规范,阐述了千瓦机组大中径管道焊接施工的前期准备、施工工艺流程、焊接生产工艺和焊接质量控制措施,总结出合理的、保证质量的焊接施工经验,为广大电建企业焊接施工借鉴采用。

电弧增材制造T形件连接节点力学性能研究

电弧增材制造(WAAM)技术在结构工程领域有着广泛的应用前景,具有生产效率高、设备成本低、材料利用率高和环境可持续性等优点。为了探究WAAM碳钢T形件连接节点的力学性能,设计一系列共12组由WAAM碳钢T形件、高强钢(HSS)T形件和高强螺栓组成的连接节点试件,通过试验研究螺栓线位置与螺栓排列方式对试件初始刚度、破坏模式及极限承载力的影响。采用三维激光扫描技术测量WAAM碳钢T形件相关几何参数,采用数字图像相关技术(DIC)辅助测量了T形件连接节点在加载过程中的位移响应。结果表明:WAAM碳钢T形件具有较好的力学性能,当螺栓线与腹板翼缘连接处距离减小时,试件的初始刚度与极限承载力均呈上升趋势,而失效模式均为预期的翼缘破坏,且螺栓未发生断裂。通过对比试验结果和现有设计规程计算结果,对相关计算方法的适用性与准确性进行评估,发现现有设计方法高估了试件的初始刚度,对破坏模式的预测较为准确,但对极限承载力的预测偏保守。最后,对已有计算模型进行修正,修正后的计算模型对连接节点极限承载力的预测效果较好。

钨极氩弧焊与激光熔覆修复的K403镍基高温合金导向器叶片组织与性能

K403镍基高温合金具有优异的室温和高温综合性能,广泛用于航空发动机涡轮叶片及导向器的制造。针对涡轮叶片长期服役于复杂工况产生的裂纹缺陷等问题,本工作先对钨极氩弧(tungsten inert gas,TIG)焊和激光熔覆两种工艺修复后的组织与拉伸性能展开对比分析,而后使用激光熔覆工艺修复叶片,并进行无损检测。利用OM、SEM观察微观组织、断口形貌,利用EDS进行相的成分分析。结果表明:TIG焊修复工艺在修复界面区附近易产生微裂纹缺陷,主要碳化物相和低熔点共晶组织引起;激光熔覆工艺修复区域的晶粒与组织更加均匀,微裂纹缺陷更易得到控制;激光熔覆工艺修复的试样综合力学性能明显高于TIG焊修复工艺的试样,且激光熔覆工艺具有较好的工艺稳定性,TIG焊修复工艺的室温拉伸强度为K403母材强度的69.22%,激光熔覆修复工艺室温抗拉强度达到了母材的87.44%,断口形貌显示修复区域的室温拉伸断口呈现出混合断裂特征,高温拉伸断口呈现出沿晶断裂的特征。修复区域的微裂纹、局部液相不足缺陷和碳化物是拉伸断裂的主要原因。激光熔覆修复工艺具有热源集中、热影响区小的优势,能够有效抑制修复区缺陷并细化微观组织,在叶片修复方面具有更大优势。使用激光熔覆修复工艺完成了叶片试车过程产生的边缘板裂纹损伤修复,经过荧光检测及煤油-白垩检测,满足相关使用要求。

大型LNG储罐焊接质量管理

随着中国清洁能源的全面化发展,国内LNG储罐也是在大规模的建设中,截止目前中国已经有26座大型LNG接收站,储罐的设计施工也由最先的国外承包商全部国产化,标志着中国已经完全掌握了LNG储罐及接收站的设计、施工能力。其中储罐建造过程中的一大难点就是内罐的焊接管理,因储罐投产后一直在超低温状态下运行,且无法进行返修处理,因此焊接的质量极其重要。文中就LNG储罐的焊接管理从多方面、多维度进场总结,供行业参考。

大熔深焊接技术研究及其应用进展

大熔深焊接技术作为一种新型的焊接技术,其对于厚板或者中厚板焊接质量的保证和生产效率的提高有着极其重要的意义。因此,制定一套大熔深焊接技术工艺规范,生产相应的焊接设备是从事相关研究工作人员的主要目标。目前大熔深焊接技术主要分为两大类:以激光、电子束为主的高能束深熔焊,以及在传统的气体保护焊基础上升级而来的高效大熔深焊接技术。从应用背景、产生过程以及技术特点等方面综述了这两类大熔深焊接技术的研究进展,为相关研究工作提供一定的参考。

热丝TIG在接管Ni基合金内壁堆焊工艺要点

针对公司正在生产的蒲城德士古式气化炉,因其堆焊要求特殊,上下筒体全部堆焊Ni基材料,难度大并且质量不易保证,尤其在筒体大直径接管内壁堆焊过程中,如何获得高质量的接管内壁堆焊,对整体堆焊质量和生产效率有着非常大的影响。文中针对上述气化炉堆焊技术要求,以公司采用热丝TIG设备堆焊蒲城大直径接管内壁为实例,综述了热丝TIG在接管内壁堆焊Ni基合金的应用情况。结果表明,焊缝裂纹率减少了16%,焊后无损检测一次性合格率提升了40%,焊接效率提高了近30%。

WE43/Zn/1060异种金属搅拌摩擦焊接头组织及性能研究

Mg/Al异种合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)存在相容性差、接头易形成脆性金属间化合物等问题,Zn作为中间层对改善接头中脆性金属间化合物的成分及含量有重要影响。以WE43稀土镁合金和1060铝合金为研究对象,选焊接进给速度为50 mm/min、转速为1050 r/min、Zn夹层厚度为0.05 mm,进行异种合金搅拌摩擦焊试验。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、硬度及拉伸测试等对焊接后接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:添加Zn后焊缝表面无宏观变形、裂纹等缺陷;接头形成细小的Mg-Zn脆性金属间化合物Al_(5)Mg_(11)Zn_(4)、Mg-Zn,代替了无Zn接头中的Mg-Al脆性金属间化合物Al_(3)Mg_(2)、Al_(12)Mg_(17),减少了Mg-Al脆性金属间化合物的生成,从而改善接头中脆性金属间化合物(IMC)的种类与数量,添加Zn的FSW接头静载拉伸断口为脆-韧混合断裂,代替了无Zn接头的脆性断裂。因此,Zn为中间层可减少接头脆性金属间化合物的产生,提高接头的伸长率、抗拉强度等。

钼及钼合金与石墨焊接的研究进展

随着钼及钼合金与石墨连接件应用范围的不断扩大,对钼及钼合金与石墨连接件的性能也有了更高要求,因此,钼及钼合金与石墨焊接成为了研究热点。本文综述了钎焊与扩散焊在钼及钼合金与石墨焊接中的应用,并对其未来发展趋势进行了分析总结。

核电厂主管道窄间隙焊缝射线检验疑似线性缺陷分析

为探究核电厂主管道窄间隙焊缝射线检验出现的疑似线性缺陷的产生机理,采用扫描电镜、原子探针等方法分析了存在疑似线性缺陷的焊缝微观组织与显微硬度,讨论了显微组织中的微细孔隙形成原因,并采用孔隙率表征了微细孔隙分布。研究表明,疑似线性缺陷不是真正的焊接缺陷,存在疑似线性缺陷的焊缝组织均由奥氏体与δ铁素体构成,不同区域的δ铁素体含量基本相同,存在疑似线性缺陷的焊缝的孔隙率为0.06%,高于无疑似线性缺陷区域的0.03%。显微组织中微细孔隙率的差异是导致疑似线性缺陷产生的主要原因,但孔隙率的差异不影响焊缝的显微硬度分布。该研究为类似射线检验出现的疑似线性缺陷提供了评判新思路。

轨道客车连接技术难题及发展趋势

随着轨道交通产业的快速发展,对列车的核心指标提出了更高的要求。车辆用材料强度级别不断提高、厚度不断减薄,合金成分更加复杂,以碳纤维为代表的轻质复合材料,在车辆部件中的应用逐步扩大。三维复杂结构、超薄壁及大差异异质连接需求不断增加,对连接技术提出了新的挑战。文中剖析了传统连接方式在质量、成本、效率等方面存在的不足,提出了轨道客车连接技术的发展趋势。通过在电弧焊、电阻焊等传统方法上叠加新的能量场,实现了焊接质量及作业效率的提升;通过开发激光焊、激光-电弧复合焊等高能密度热源焊接方法,解决了长大、薄壁部件的高强韧、高精度连接难题;通过开发搅拌摩擦焊、感应钎焊等绿色焊接技术,改善了焊接作业环境,降低焊接能耗;随着机器人及信息技术的快速发展,数字化、智能化的连接制造模式渐成主流;通过焊接-粘接-铆接-栓接等多种连接方法综合运用,解决了多材料体系下的异质连接难题。

抽水蓄能电站螺栓应力监测方法

螺栓承受轴向载荷时,伸长量和应力变化规律遵循广义胡克定律。现有的监测方法都是通过伸长量的变化监测螺栓的应力水平,进而评价螺栓的安全状况。随着微变形测试方法的发展,利用声学、光学、电学等监测手段均广泛应用于抽水蓄能电站螺栓的应力水平监测。本文简述了目前应用最为广泛的几种监测应力方法的原理和应用特点。

海上风电导管架TKY节点双面焊批量化建造工艺

基于北欧海域的某国外海上风电吸力桶固定式导管架项目,研究得出TKY节点双面焊时不同二面角的马鞍形坡口切割形式、TKY节点双面焊的典型焊接工艺参数,以及实现海上风电导管架TKY节点双面焊批量化的建造工艺,实现了海上风电导管架的批量化、高速化生产,有效提高TKY节点组对焊接效率;实现海上风电导管架的标准化制作,便于一次焊接成形,同时提高了施工效率,降低了施工成本,为海上风电导管架TKY节点的坡口切割加工、双面焊工艺的开发和批量化生产建造的应用和推广提供参考和借鉴。

基于最小二乘法的Creo钣金件展开长度算法研究

对传统的钣金件展开长计算方法进行了分析,结合生产经验,从最小二乘法的角度对K因子进行了计算拟合,通过重新定义Creo的折弯余量表实现不同板厚、半径的K因子自动计算,进而实现展开长的自动计算,其计算过程高效,结果准确,在实际生产中得到了良好的应用。

低温绝热容器焊接设计

大量案例表明焊接原始缺陷导致焊缝漏气是引起低温绝热容器夹层真空恶化的主要原因。提出的各种检漏措施只是消除焊缝泄漏的被动手段,消除焊缝泄漏的根本措施在于规范焊缝结构设计和提高焊缝的焊接工艺技术水平。文中归纳了氩弧焊、钎焊接头结构设计基本方法及焊接关键点,对消除低温绝热容器焊接缺陷、焊缝漏气有现实指导意义。

反应堆主冷却剂管道窄间隙自动焊关键控制要素研究

某工程CAP1400堆型的反应堆主冷却剂管道每个环路冷段4道焊口、热段2道焊口,共有6道安装焊口。主冷却剂管道壁厚和直径均比AP1000堆型增大,焊接组对间隙和内错边量要求高,为此,对焊缝收缩量及变形控制提出更高的要求,其精度难以控制。在CAP1400反应堆主冷却剂管道安装过程中,文中应用窄间隙自动焊技术,采用有效的焊接工艺措施,通过过程监控等举措,有效控制了焊接变形,主冷却剂管道一次性焊接完成,各项技术指标均满足技术要求。

气化炉内壁防腐层堆焊修复技术

气化炉通常是采用复合钢板卷制并焊接的压力容器,服役长达10年左右的气化炉内壁由于热疲劳而产生不同程度的裂纹,裂纹形状为星状或网状,处理不当会导致裂纹的扩展,增加返修处理的难度。所以处理过程中最重要的是保证裂纹全部去除且不扩展,以及焊接修复一次合格。文中通过实例阐述气化炉防腐层裂纹的修复方案和焊接技术,为同行提供一些参考。

大口径钛合金管道的施工及过程控制

PTA化工装置中使用钛合金管道的部分主要有氧化单元、结晶单元和溶剂回收单元,其中氧化反应器和顶部三级冷凝器等部位全部采用钛合金材料,与之连接的大口径直缝管及管件为DN500-DN1400钛合金管线。但是,由于制造原因,钛合金管材存在几何尺寸差异,给后续预制、组对等工作增加了一定难度。主要阐述氧化单元醋酸管线DN500以上大口径直缝钛合金管道下料至焊接工序的施工过程及质量控制。

等离子-MAG复合焊Q960钢工艺应用研究

文中介绍了应用等离子-MAG复合焊接技术于中厚板焊接的一个工业化应用案例,研究结果表明等离子-MAG复合焊可工业化应用于批量中厚板高强钢焊接,等离子-MAG复合焊接8 mm以下低碳钢及低合金钢可以不用开坡口一道焊接至完全熔透。焊缝间隙保证在0~1.2 mm范围内可以确保等离子-MAG复合焊接12 m长直焊缝的完全熔透且正反面成形美观。在同样屈服强度960 MPa母材及焊丝匹配的情况下,焊接接头抗拉强度等离子-MAG复合焊略高于普通MAG焊,-40℃低温冲击韧性等离子-MAG复合焊稍低于普通MAG接头。