核电站放射性污染金属部件激光复合去污技术研究

探究放射性污染金属部件的清洁解控或重新利用新技术,可用于减少核电站废金属产生量。本研究针对锈蚀的4140钢,提出激光复合去污技术,并与单一的干冰去污和激光去污进行对比试验。通过对基体试样的微观形貌、成分分布、金相组织、三维形貌进行测试,分析其表面粗糙度、显微硬度的变化趋势,以确定激光复合去污效果,最后在核电站中实现工程验证。测试和验证结果表明,激光复合去污技术可将4140钢表面的锈蚀层完全去除,获得最佳的去污效果,且不影响基体材料的成分、组织及力学性能。沾污电机叶轮去污后表面沾污水平均<0.4Bq/cm^(2),表面接触剂量率均<40nSv/h,达到核电站固体废物清洁解控标准。因此,激光复合去污技术可为核电站放射性污染金属部件的去污提供新方法,实现废物最小化。

铝/铜蓝-红激光复合焊接头组织及性能

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(红光功率)在700~1400 W区间内增加,铜侧熔深由60μm增大到1000μm,在PR=800 W时实现良好的冶金结合.焊缝组织由Al固溶体、Al-Cu共晶相和Al_(2)Cu金属间化合物组成,随激光功率增大,焊缝局部出现Al_(4)Cu_(9)相,边缘出现AlCu,Al_(4)Cu_(9)和AlCu_(3)相.在PR=800 W下抗剪强度达到最高108.6 MPa,接触电阻达到最小94μΩ,裂纹由两极交界处Al_(2)Cu区域萌生,沿焊缝边缘由外层Al_(2)Cu区扩展到底部Al固溶体和Al-Cu共晶区交界处,断裂形式为解理断裂.

激光功率对2195铝锂合金光纤-半导体激光复合焊接形貌与气孔的影响

光纤-半导体激光复合焊接技术充分结合了光纤与半导体激光热源的优势,在激光加工领域拥有巨大的潜力.针对2195铝锂合金开展光纤-半导体激光复合焊接试验,并定量研究激光功率对焊接形貌与气孔的影响.结果表明,光纤激光功率显著影响焊缝熔深,半导体激光功率显著影响焊缝上熔宽.基于回归分析方法建立焊缝横截面积预测模型.此外,光纤与半导体激光均对焊缝气孔缺陷的控制起着重要的作用,较高的光纤激光功率有利于降低气孔缺陷.对于4 mm厚2195铝锂合金,采用光纤激光功率为3.0 k W、半导体激光功率为2.5~3.0 k W时,熔池温度高且光纤-半导体激光复合作用范围大,焊接接头气孔缺陷少.

汽车高强钢SG1000激光复合焊接力学性能研究

目的针对汽车高强钢SG1000焊接接头恶化等问题,研究了SG1000激光复合焊接的力学性能。方法选用等强匹配焊丝MG90-G对高强钢SG1000进行激光复合焊接,对焊接接头进行拉伸和低温冲击韧性试验,并结合扫描和硬度监测等手段对焊缝组织和断口形貌进行分析。结果由于激光的预热作用,高强钢SG1000激光复合焊接成形件的焊缝美观,焊接过程稳定可靠,焊接熔池深度较大,有效改善了传统焊接的咬边、飞溅、气孔等缺陷。焊缝组织主要由板条马氏体和奥氏体晶粒组成,热影响区的过热区内部板条马氏体和奥氏体晶粒比较粗大,而焊接母材主要为细小的板条马氏体和奥氏体晶粒。焊接拉伸断口主要为细小且较浅的韧窝,且韧窝底部存在第二相粒子及夹杂物,焊接拉伸断口断裂于热影响区且微观形貌为韧性断裂;冲击微观形貌主要由准解理小平面及河流花样组成,且存在一定数量大小不一的韧窝交错分布,焊接冲击断口断裂于热影响区且微观形貌也为韧性断裂。结论焊缝热影响区的晶粒比非热影响区的晶粒粗大,拉伸和冲击断裂均发生于热影响区;随着激光功率的增大,复合焊接接头的力学性能呈现逐渐增强的趋势;随着焊接速度的增大,复合焊接接头的力学性能呈现先增强后削弱的趋势。高强钢SG1000激光复合焊接最佳工艺参数如下:激光功率为9.5 kW,焊接速度为0.8 m/min,对应屈服强度为1072 MPa,抗拉强度为1175MPa,断裂伸长率为13.5%,冲击断裂吸收的能量为30.8J、焊缝中心显微硬度为342HV。

基于压缩感知的激光复合成像超分辨三维重构方法

三维重构的图像分辨率一般较差,为获得更精确的三维重构图像,基于压缩感知设计激光复合成像超分辨三维重构方法。计算随机目标下重建距离的条件分布概率,获得能量方程,对其进行正则化处理,同时得到列向量以及稀疏矩阵的解析解,构建区域相似度目标方程;基于压缩感知技术重建超分辨率图像像素,得到相应的测量矩阵,两个点集三维坐标之间的关系式,计算两个点集的最小目标误差函数,获取点集间对应的判定条件,设计激光复合图像三维重构算法。在选定的实验图上选择三个点位,对比这三个点位在该方法以及另外三种方法下的重构效果,实验图像显示,压缩感知方法的精度明显优于其他三种方法。在像素均方根误差的计算中,压缩感知算法在三个点位下的误差值分别为1.64、2.28、3.17,均小于其他方法,证明该方法的像素误差更小,精度更高。

激光复合去除加工技术研究综述

激光具有加工宏观至微观尺度简单或复杂形状零件的能力,几乎可用于所有的工程材料,但是激光加工工艺还有一些不足,如加工的热应力、加工毛刺与热损伤。其他的制造工艺如切削加工、电火花加工与电解加工等,加工难加工材料时存在加工效率低、刀具磨损严重等缺点。研究人员一直在寻求解决上述问题的方法,复合加工就是一种解决策略。激光复合加工是在激光加工的基础上复合一种或几种加工工艺而形成的一种新工艺。或者在烧蚀去除材料的过程中通过复合能场提高去除率、改善表面完整性、降低热损伤等;或者激光作为辅助能场,帮助改善材料的可加工性能,从而提升表面质量、增加材料去除率、降低工具的磨损等。激光加热辅助切削、水导激光加工和激光复合探针纳制造是3种典型的激光复合去除加工工艺,从加工技术的原理、仿真与试验研究等方面进行了论述。提高的工艺效率、降低的加工成本与提升的加工零件质量证明了激光复合加工的巨大应用潜力。最后指出了3种激光复合加工工艺目前研究的不足与未来的发展方向。

船用薄板机器人激光复合焊接工艺数据库设计

针对焊接工艺数据的高效管理与应用需求,设计船用薄板机器人激光复合焊接工艺数据库。基于焊接工艺设计、焊接工艺评定和焊接生产加工等3个场景,该系统由数据信息管理、焊接工艺定义、标准系统查询、实例检索推理、数值模拟验证、焊接工艺规程(Welding Procedure Specification,WPS)制定和焊接工艺反馈等7个功能模块组成,对于解决激光复合焊接的数据管理问题和需求具有重要意义。

大型邮轮薄板激光复合焊接数值模拟与参数分析

近年来,邮轮建造中越来越多地使用4 mm~8 mm薄板结构以减小生产和运营成本。薄板的大量使用使得焊接变形问题更加严重,因此激光复合焊接等热输入小的焊接方式在邮轮等薄板船舶上的需求不断提高。然而,由于国内邮轮制造业和船舶激光复合焊接工艺起步晚,对激光复合焊接中的关键参数与焊缝成型等的关系研究不足。文章建立邮轮薄板激光复合焊接的热弹塑性模型,并结合试验结果对焊接速度、激光功率、光丝间距、送丝速度、基电流和峰电压等关键焊接参数对焊缝成型的影响进行探究。结果表明:激光参数和电弧参数通过影响2种热源之间的协同效应来影响焊缝形貌;送丝速度和峰电压对余高等焊缝特征尺寸的影响较大,当送丝速度过大时,会加剧气孔等缺陷的产生。

激光复合焊技术研究及应用进展

激光复合焊通过激光与各种热源间的协同效应实现了不同热源的优势互补,应用前景广阔。总结了激光-激光、激光-电弧、激光-电阻热、激光-感应热源、激光-搅拌摩擦热等常见复合焊方法的机理,重点从工艺参数优化、匙孔稳定性、缺陷控制等方面介绍了近年来激光复合焊的工艺研究现状,并重点介绍了激光复合焊技术在航空航天、汽车制造、轨道交通、船舶工程及工程机械等领域的应用情况及未来发展趋势,为今后研究及应用提供参考。

薄板拼板激光复合焊接工艺研究

随着薄板在船体各部位的应用日益增多,薄板智能焊接成为薄板分段效率提高和建造质量稳定的重要保证。针对船舶建造中薄板拼板激光复合焊接工艺过程,研究了铣边工艺过程中积屑瘤的成因及消除措施、适用于激光复合焊接的耐高温车间底漆的选型,以及保护气体稳定传输等工艺方法,提出了适合现场高效生产的解决方案,为智能造船提供技术保障。

高强钢激光复合焊中磁感预热技术的运用及分析

激光复合焊是一种高效的焊接技术,其特性在于:热输入小、变形小、热影响区窄等,但其急热快冷的特性容易造成工件淬硬倾向。本文以6、8mm高强钢为研究对象,通过相同的焊接参数对比预热以及不预热条件下激光焊接接头性能及微观组织的差异分析高强钢是我国船舶主体结构用钢,目前采用的焊接方法以埋弧自动化和手工电弧焊为主,少量采用二氧化碳气保护焊。

高速列车6N01侧墙激光复合焊接头软化行为分析

采用激光-电弧复合焊工艺焊接高速列车侧墙6N01铝合金型材,并对焊接接头的软化行为进行分析.通过拉伸试验、显微硬度测试、微观金相试验和拉伸断口SEM试验,系统分析激光-电弧复合焊焊接接头软化行为,并与目前生产中应用的MIG焊接头的性能进行对比.结果表明,采用复合焊,焊接接头强度均较MIG焊接头的强度提升10%以上,HAZ的软化区较MIG焊的减小了40%~60%;激光复合焊接头金相组织晶粒更细小,第二相质点数量多而且弥散细小,MIG焊热影响区晶粒长大倾向较大,强化相质点数量少并且尺寸较大.采用激光-电弧复合焊方法对高速列车车体的侧墙所发生的焊接接头软化有较大的改善.

基于SYSWELD的激光复合焊焊接变形数值模拟

地铁作为一种重要的交通工具,在城市生活中起着越来越重要的作用,地铁同时具有绿色无污染、准时、运载能力强等优点.选用3D高斯+双椭球热源,采用固有应变法,对地铁牵引梁在不同约束情况下的焊接变形进行了模拟.在模拟现有约束情况的基础上,另外设计了3种约束情况.结果表明,采用固有应变法的模拟与实测结果吻合较好,x,z向最大变形都出现在方案2中,分别为2.46和13.13 mm,y向变形稳定在1.63 mm左右;将变化率方差最大的角变形作为评价标准,得到方案4最合理,角变形最小为1.21°.

激光复合处理K24超合金表面残余应力

利用激光冲击技术对经激光淬火形成的K24超合金先进行了复合处理,用X-350A型X射线应力仪测定了激光复合处理区的残余应力,同时分析了复合处理区在500℃回火处理工艺后的残余应力变化规律,并对K24超合金复合处理区疲劳寿命的影响进行了研究。结果表明,激光冲击处理K24超合金淬火区后的残余压应力为600 MPa以上,经500℃回火处理81、6 h后残余应力仍然大于基体的残余压应力,其回火稳定性较好,有利于提高K24超合金的疲劳寿命。

激光复合诱变选育木薯原料柠檬酸高产菌

以柠檬酸生产菌黑曲霉 (Aspergillusniger) Wm -0 1为出发菌株 ,通过60 Co γ射线、硫酸二乙脂 (DES)及激光的复合诱变 ,采用高酸、高渗培养基筛选 ,从 2 46株突变株中筛选出一株木薯粉柠檬酸发酵高产菌株Wm 1 0 16,其发酵温度为 (3 9± 1)℃ ,周期 72h ,2 2 %木薯粉摇瓶 (平均总糖 17 9% ) ,产酸平均达 17 2 % ,15 0m3 大罐实验产酸 16 13 5 % ,周期 67h。

等离子激光复合熔积高温合金粉末的工艺研究

研究了等离子激光复合熔积高温合金粉末过程中激光对等离子弧柱形态、熔积时熔深和熔宽等的影响。实验结果表明,激光作用于等离子弧后,等离子弧弧柱的直径变小,挺度增加,稳定性增强,起弧容易,熔积层的熔深增大,熔宽减小。实验证明,这种方法直接快速成形高温合金或者难加工材料零件是可行的。

激光复合织构焊管轧辊模具成形有限元模拟与试验研究

目的提高焊管成形质量,为激光复合织构轧辊模具产业化提供试验依据。方法通过数值模拟方法模拟焊管轧辊成形过程,获得不同摩擦系数组合下板料成形应力应变和径向厚度数据,并获得最优模具表面织构方案,为轧辊模具表面织构处理提供依据。依据数值模拟结果,运用激光表面织构技术对辊子模具表面进行复合织构加工处理,开展激光复合织构模具和未织构模具成形对比,并对成形件进行残余应力、应变、边缘减薄率等检测分析。结果数值模拟结果表明,下辊边缘区域应为减摩区,上辊边缘区域应为增摩区;应对下辊边缘区域进行激光微织构减摩,上辊边缘区域进行激光毛化增摩。成形试验结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;与未织构模具相比,激光复合织构焊管轧辊模具优化了成形件的应力应变分布,降低了板厚边缘减薄率(5.06%),提高了成形件的均匀性(3.9%),成形件边缘区域形成了残余压应力。结论激光复合织构焊管轧辊模具相比未织构模具,可显著改善成形件的边缘稳定度和成形质量。

激光复合诱变选育叶酸高产菌

利用高效液相色谱测定发酵液中叶酸含量,比较产朊假丝酵母(Candida utilis)、异常汉逊酵母(Han-senula anomala)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)产叶酸能力的高低,从而确定生产叶酸的最佳菌种。出发菌株经紫外照射诱变后,再采用激光复合诱变方式进行进一步的筛选,并对其传代稳定性进行研究,以期进一步获得稳产高产叶酸产生菌突变株。结果表明产朊假丝酵母产叶酸量最高。紫外照射3 min得到的Y1.4菌株产叶酸量与原始菌株相比,产量提高了33.8%。激光—紫外复合诱变后筛选出4株产量较高的菌株,其中以Y2.12产量最高。Y2.12产叶酸量与原始菌株相比,提高了65.8%。经传代培养分析,Y2.12诱变株的产量稳定。该结果表明,激光复合诱变是获得高产叶酸的有效途径。

等离子与激光复合热源喷涂WC-CoCr涂层组织性能研究

用等离子束与激光束复合热源喷涂工艺(Laser Hybrid Plasma Spraying,LHPS)在38CrMoAl基体上制备WC-10Co4Cr涂层,对涂层的显微硬度、结合强度、耐滑动摩擦磨损性能进行测试,用光学显微镜、XRD、SEM等方法对涂层的显微组织、相组成、磨损后形貌等测试分析,同时研究激光功率的变化对涂层组织性能影响。结果表明,复合热源喷涂WC-10Co4Cr涂层微观组织与性能随激光功率大小而变化,当激光功率在2100-2500 W时,涂层与基体浸润性好,组织相对致密,结合强度高,摩擦系数低且抗摩擦磨损性能好,其磨损机制为塑性切削与脆性剥落,以脆性剥落为主。

碱性淀粉酶菌株的紫外线和He-Ne激光复合诱变及其产酶条件的研究

以嗜碱芽胞杆菌BC -A3 6为出发菌株,通过紫外线(UV)、亚硝基胍(NTG)及激光复合诱变处理,选育出一株目前高产碱性淀粉酶的突变株JG -5 7,在摇瓶发酵培养基上3 5℃培养45h ,测得酶活力稳定在867u/ml左右,为出发菌株酶活力的2 .1倍。该菌株产酶适宜的pH值为9-10。