DH590冷轧板及镀锌板电阻点焊工艺窗口及点焊一致性的研究

采用电阻点焊对DH590冷轧板及其镀锌板进行工艺窗口和焊点一致性试验,对焊点进行了拉剪试验和十字拉伸试验,分析了点焊接头的显微组织、硬度分布以及断口形貌。结果表明:相比于冷轧板,DH590镀锌板焊接工艺窗口向右移动(增大)约2 kA,同时工艺窗口范围变窄,熔核形成更加充分,发生飞溅时的熔核直径更大。两种点焊接头熔核区组织为板条马氏体,但镀锌板熔核区的平均硬度更高。点焊一致性试验中,熔核直径均达到标准要求,未见明显波动。工艺窗口内的焊点失效模式以拔出断裂为主,从断口观察到大量的剪切韧窝,呈现出塑性断裂的特点。

聚醚醚酮的黏度特性及其复合材料加工工艺窗口研究

为了探究聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK)的黏度特性,为PEEK基复合材料制备工艺的设计提供参考,采用旋转流变仪考察在一定剪切速率下温度和时间对PEEK黏度的影响,创建PEEK熔体的黏度模型,模拟在有氧条件下PEEK熔体的黏度与时间和温度的关系。结果表明:在653.15~673.15 K温度范围内,随着测试时间的增加,PEEK熔体的黏度先降低后升高,表明PEEK熔体存在由下降到增大的临界黏度,到达临界黏度的时间与温度成反比例关系。构建的模型能预测在有氧条件下PEEK熔体的黏度随温度时间的变化趋势,由此可确立加工工艺窗口,从而为PEEK基复合材料生产中的加工工艺设计提供依据。

不等厚6016-T4P三层板电阻点焊工艺窗口调控技术

通过电阻点焊工艺性试验,分析2.5 mm,3.2 mm,2.0 mm 3种厚度6016-T4P板材搭接焊点熔核形成过程,并采用主机厂常用的2种不同形状电极帽(ϕ16R20,ϕ20R100)分别进行工艺性测试,建立对应电阻点焊焊接工艺窗口,同时分析了电极压力和电极帽形状对于焊接工艺窗口偏移的影响。结果表明,采用ϕ16R20电极帽时,电极压力的变化(3.5~5.5 kN)可使焊点可用最小焊接电流变化3 kA的幅度,采用ϕ20R100电极帽时,电极压力的变化(3.5~5.5 kN)可使焊点可用最小焊接电流变化1 kA的幅度,在相同焊接工艺参数(电极压力4.5 kN、焊接时间200 ms、保持时间150 ms)条件下,电极帽形状(ϕ16R20,ϕ20R100)的变化可使焊点可用最小焊接电流变化5 kA的幅度。通过该文的研究成果,可显著改善铝合金生产厂在材料推广应用中遇到的电阻点焊工艺窗口不吻合的情况,方便材料切换,利于铝合金在主机厂的推广应用。

曝光单元内线宽均匀度优化对产品工艺窗口的提升分析

阐述随着半导体工艺节点的发展,关键光刻层的最小线宽变得越来越小,由此导致图形边缘位置误差容许范围也越来越小。其中曝光单元内线宽均匀度提升受光罩制作、曝光行为等多方面影响很难控制,导致很多产品在良率验证时出现在Field固定位置发生失效的问题。为此,探讨在28nm HKC+工艺的产品上使用不同的补偿方式优化曝光单元内线宽均匀度,旨在寻找快速高效的补偿方式降低Intra-field CDU,提升图形工艺的工艺窗口。

RTM用低黏度树脂体系的工艺窗口预测

为有效预测低黏度环氧树脂体系TQ-50的流变黏度变化规律并确定其在树脂传递模塑(RTM)工艺中的适宜工艺窗口,本文采用差示扫描量热仪(DSC)、黏度计、流变仪和凝胶时间测试仪对TQ-50树脂体系的固化反应特性、静态黏度、动态黏度和凝胶时间等性能进行了系统的研究.在实验结果的基础上,利用双阿累尼乌斯方程(Arrhenius)建立该树脂体系的静态流变模型,该流变模型与实验结果具有良好的拟合一致性,能够准确地描述TQ-50环氧树脂在较低黏度范围内的化学流变行为.利用该流变模型建立温度、时间和黏度三维预测图谱和温度、时间等黏度曲线,并对工艺窗口进行预测,为工艺参数的优化提供科学依据.研究结果表明:TQ-50低黏度环氧树脂体系的黏度低于500 mPa·s时,工艺窗口的温度可选范围为50~70℃,保持时间约为150~180 min,黏度低于200 mPa·s时,工艺窗口温度的可选范围为55~70℃,保持时间约为56~96 min,该树脂体系具有较宽的适宜注射温度范围和较长的注射时间,满足RTM工艺成型的基本要求.

S136模具钢粉末选区激光熔化成形工艺窗口试验研究

利用选区激光熔化(SLM)技术对S136模具钢粉末进行不同激光功率和扫描速度组合下的单道扫描试验,分析归类了熔道形貌特征,研究了熔道宽度的成型稳定度下最优工艺窗口,研究了激光功率和扫描速度对熔道宽度的影响规律,分析了较优工艺参数组合下熔道形貌特征产生的原因。

锌重对高强GI板点焊工艺窗口的影响

点焊工艺窗口是评价汽车板电阻点焊工艺适应性的重要指标,镀锌汽车板由于镀层的存在对点焊工艺具有较大的影响。采用试验和数值模拟手段研究高强GI汽车板锌层重量与点焊窗口之间的关系,结果表明,在其他条件不变的情况下,随着锌层质量增加,点焊工艺窗口显著降低。研究结果对合理制定GI高强钢点焊工艺具有一定的指导意义。

汽车用DP800双相钢点焊工艺窗口和接头性能

开展2.0 mm厚DP800双相钢的电阻点焊试验,测试DP800双相钢点焊工艺窗口,研究焊接电流、焊接时间、电极压力对焊点拉剪力的影响规律,并观察接头不同区域的微观组织。结果表明,DP800高强钢焊接性较好,点焊工艺窗口满足工业应用要求;随着焊接电流和焊接时间的增加,焊点直径和拉剪力先增加后趋于平稳;随着电极压力的增加,点焊直径和拉剪力先增加后减小;焊点热影响晶粒细小,由马氏体组织构成;焊核为典型的柱状晶,显微组织为马氏体和少量的贝氏体。

K-TIG焊接中厚板的工艺窗口改进

针对穿孔深熔氩弧焊(K-TIG)工艺焊接8 mm厚Q235低碳钢板时焊接过程不稳定、焊接工艺窗口小等突出问题,首次提出在焊接工件背部铺加保护焊剂的方法改善焊接过程.采用对接焊的方式,在不开坡口、焊接过程不添加焊丝的情况下,达到单面焊双面成形的效果.最终成功的采用430~480 A范围内的直流电流对8 mm厚的Q235低碳钢进行了焊接,将焊接电流窗口扩大到50 A同时也显著的提高了焊接过程的稳定性.同时,在扩大焊接电流窗口之后,系统研究了不同焊接电流下焊接接头的组织性能.研究结果表明:在不同焊接电流下得到的焊接接头中,组织分布以及力学性能分布呈现出相同的状态.焊缝区的组织均由铁素体+珠光体+魏氏组织组成;熔合区由魏氏组织组成;热影响区由铁素体+少量的珠光体组成;此外随着焊接电流的增加,焊接接头背部的熔宽有略微增加;在焊接接头中,熔合区处硬度值最高,其次是焊缝区,之后是热影响区,母材的硬度值最低;焊接接头最终的拉伸断裂位置是在热影响区处.

新型镍基粉末高温合金包覆挤压数值模拟与工艺窗口优化

采用有限元模拟和实验验证的方法研究一种新型镍基粉末高温合金包覆挤压过程中工艺参数的影响规律,并对工艺窗口进行优化。结果表明,挤压速度和坯料初始温度对应变的影响不显著,挤压比与挤压变形程度呈线性相关,挤压比的增加和模角的减小可以提高挤压棒材沿径向应变分布的均匀性。挤压速度和坯料初始温度的增加、挤压比和模角的减小可以提高挤压棒材温度分布的均匀性。基于组织控制准则,对工艺窗口进行优化并进行工艺实验。挤压后的高温合金无宏观开裂,析出相均匀分布,晶粒尺寸细小,验证了工艺优化的可行性。

6061铝合金搅拌摩擦焊工艺窗口的研究

目的提高6061铝合金搅拌摩擦焊接头的质量,确定合适的工艺参数范围。方法设计3种不同的搅拌头进行焊接,分析接头拉伸强度与组织性能,并根据试验结果建立工艺窗口,选择合适的轴肩尺寸及工艺参数范围。结果随着轴肩尺寸减小,焊缝宽度、金属流动性、热力影响区面积均减小,在较大的焊接速度及较小的搅拌头转速下,焊缝底部出现缺陷;采用轴肩直径小的搅拌头进行焊接,在一定焊接参数范围内,焊接接头的拉伸强度得到提高;随着轴肩直径减小,焊核区晶粒组织细化,材料变形程度减小;由建立的工艺窗口可知,当轴肩尺为9 mm时,可选择的参数范围最大。结论焊接时采用小尺寸轴肩,可以在搅拌头行走速度更低、转速更大的情况下,仍然可以保持合理产热量,使接头性能得到提高。

相移掩模和离轴照明在ArF浸没式光刻中对工艺窗口的影响

研究了交替型相移掩模及离轴照明对65nm分辨率ArF浸没式光刻的影响.在3/4环形照明和3/4四极照明方式下,分别选用传统掩模和交替型相移掩模,研究65nm线宽的密集线条、半密集线条、孤立线条在较大的曝光系统参数范围内,对光刻工艺窗口的改善。并对在不同的照明方式、掩模结构下获得的工艺窗口进行了比较.结果表明:①在较大焦深(DOF)范围内,满足光刻性能要求可以有较大范围的曝光系统参数配置;②相对于传统照明和传统掩模,采用交替型相移掩模或者离轴照明,焦深均可提高1000～1500.

厚壁横梁管激光-MAG电弧复合焊坡口形式及工艺窗口优化研究

针对轨道车辆转向架构架常用20 mm厚壁S355J2H横梁管激光电弧复合焊工艺,从坡口形式、打底焊工艺窗口、盖面焊工艺窗口、焊接气孔抑制等方面进行了优化。结果表明:控制焊缝成形的主要因素有焊缝坡口、光丝间距和激光束离焦量等。采用钝边高度为8 mm、单边20°~25°的Y型坡口,光丝间距DLA=2~4 mm,离焦量-2~0 mm,可以获得表面成形连续的打底焊焊接接头;采用激光功率500~1 000 W、电弧电流200~250 A、离焦量-2~0 mm的盖面焊工艺参数,可以获得连续一致、均匀美观,焊缝表面无裂纹、气孔等焊接缺陷的焊缝成形。实现了20 mm厚横梁管激光-MAG电弧复合焊焊接,验证了激光-MAG电弧复合焊接横梁管的可行性。

球面像差的容限——一种工艺窗口的实验性研究(英文)

球面像差能破坏光刻的成像质量。它不仅影响工艺窗口, 即, 曝光容裕度和焦深( DOF ),而且也降低了掩模误差因子( MEF ), 这能导致附加的掩模费用。尽管最近已经报道了一些系统的测量方法, 但这种像差的程度到实际实验工艺窗口的降级之间的关系尚无清楚的文献证明。在此, 将首先提出一种简单的用规则的铬栅格图形测量球面像差的方法。我们也将根据两台深紫外扫描光刻机提出球面像差和工艺窗口的数据。业已发现有些扫描光刻机的峰值波前误差可达0.1个波型。均方根( rms)波前误差数据与测量到的工艺窗口降级和掩模误差因子对于关键接触孔和多层栅有很好的联系。

Silvaco TCAD模拟应用三层氢化纳晶硅薄膜改善IBC-SHJ太阳电池的电学性能并扩大其工艺窗口

叉指式背接触硅异质结(IBC-SHJ)太阳电池由于其优异的光学性能备受关注,但是较低的填充因子(FF)限制了其转换效率.本文中,我们用Silvaco TCAD软件模拟了IBC-SHJ太阳电池,发现p-n结和高低结收集载流子的能力有很大差异.高低结内建电场较弱,难以收集电子是FF较低的主要原因.因此,我们用氢化纳晶硅(nc-Si:H)薄膜来代替氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,并且在nc-Si:H薄膜表面覆盖一层超薄高掺杂层进一步提高了载流子传输效率,获得了高达85.3%的FF.此外,三层nc-Si:H薄膜还提高了工艺生产中对掺杂层厚度的容错性,这大大扩展了IBCSHJ太阳电池的工艺窗口.这项工作为解决IBC-SHJ太阳电池的电学问题提供了一条有效的途径,对工艺生产中IBC-SHJ太阳电池的设计具有指导意义.

热镀锌双相钢HC420/780DPD+Z电阻点焊工艺与性能研究

为获得1.5 mm厚的汽车用热镀锌双相钢HC420/780DPD+Z的电阻点焊工艺窗口,采用中频逆变式电阻点焊机对其进行点焊试验,通过电极压力等参数调整,获得由不同焊接时间、焊接电流等组成的焊接工艺窗口。并通过显微硬度测试、剪切拉伸、十字拉伸试验以及金相检测等方法,对点焊接头性能进行综合评价。研究结果表明,在焊接时间为410~430 ms时,焊接电流工艺窗口为3.4~3.6 kA,可获得无缩孔、裂纹的焊接接头;接头的平均抗剪力为14.88 kN,平均十字拉伸力为7.1 kN;熔核区的显微硬度为402~455 HV,热影响区硬度为237 HV,未见脆化现象;电极寿命大于500个焊点,均满足GWS-5A标准要求。在此工艺下,接头的力学性能优异,显微组织主要为马氏体,硬度分布规律表明熔核区硬度最高。此外,焊接接头的失效模式主要为界面断裂和纽扣型熔核断裂,其中纽扣型熔核断裂具有更高的承载能力和能量吸收能力。

光阻回刻工艺缺陷与改善方法研究

阐述在金属栅极(例如AL)半导体芯片制造工艺中通常需要引入一段特有流程用来去除多晶硅(Poly)并进行金属再填充。光阻回刻工艺作为该流程中的关键步骤,主要目的是去除Poly顶端的硬质掩膜,便于后道工艺对Poly进行刻蚀。因为NMOS和PMOS的硬质掩膜存在高度差异,以及光阻在不同图形密度区域厚度不同,导致工艺窗口紧张,实际生产维护困难,容易出现包括多晶硅残留在内的多种缺陷,严重影响产品最终良率。为此,通过对缺陷进行分类,探究形成机理,提出对应在线监控方式,能够降低缺陷发生率,并尝试对工艺条件进行优化,提升整体工艺窗口。

细团聚球形粉体的等离子物理气相沉积工艺适配性

等离子物理气相沉积(PS-PVD)技术由于可实现涂层组织结构柔性调控及高沉积效率和高隔热、长寿命热障涂层制备而被广泛关注,但其粉体制备技术及工艺适配性研究进展较为缓慢。开展PS-PVD粉体材料工艺适配性研究,通过粉体成分及结构的有效控制,设计并制得一种采用化学共沉淀原料的1~20μm的“双相”结构松散球形团聚8YSZ粉体,粉体具有高开孔率和一定自流动性。为了提高粉体的工艺适配性,系统研究PS-PVD工艺中不同喷涂距离、喷涂功率和偏离等离子射流中心不同位置的粉体沉积行为,发现通过粉体成分/结构的有效控制,在低喷涂功率、长喷涂距离和距离等离子射流中心的不同位置,均可实现良好的工艺适配效果及涂层气相沉积效果。通过粉体材料的优化控制可以降低气化过程中的耗能,提高粉体气相沉积效果和拓宽PS-PVD喷涂沉积适配的工艺窗口,实现在高能、高速等离子体中的高气相比例沉积。在PS-PVD用高工艺适配性粉体及其可控制备技术等方面取得了突破,系统地开展了该工艺用粉体制备及性能调控、粉体工艺适配性规律等的研究。

2.25Cr-1Mo-0.25V钢轧制间隙段显微组织演变和工艺窗口研究

采用Gleeble-3500热模拟机和200MAT光学显微镜,研究了2.25Cr-1Mo-0.25V钢的热流变曲线和金相组织演变规律;通过实验得到合理变形温度、变形速率、变形量和间隙时间等工艺参数,给出了2.25Cr-1Mo-0.25V钢的变形间隙段工艺窗口。

GH4738合金热加工工艺窗口的表征与验证

为了研究GH4738合金的热变形特性,选用锥形试样采用近等温热压缩实验获得了GH4738合金不同热力学参数(温度、应变)下经过1020℃固溶后的组织,研究了GH4738合金不同热力学参数下的组织演变规律。通过对不同热力学参数条件下合金晶粒(主要包括再结晶小晶粒的百分比和晶粒尺寸极差)的研究,建立了GH4738合金热加工工艺窗口。通过对GH4738合金热加工工艺窗口的分析得出,在GH4738合金变形过程中要想获得较为均匀的组织,宜采取高温小变形(温度应高于1030℃,应变应小于0.5)或大变形(应变应在2.0以上)的变形方案。最后,采用模锻成形验证了热加工工艺窗口的准确性。