基于电弧声信号的窄间隙脉冲熔化极气体保护焊侧壁熔合状态在线识别

为在焊接过程中实时了解焊缝内部的焊接状况,构建了电弧声信号实时采集系统。在焊枪摆动中心处于不同位置的情况下,进行了电弧声信号特征与侧壁熔合状态的相关性分析。分别从时域与频域中提取了与侧壁熔合状态相关性较强的电弧声特征。为进一步提高熔合状态预测的有效性,采用电弧声特征参量构建了支持向量回归的侧壁熔合状态识别模型。为减小不良特征对识别模型的影响,显著提高模型的识别精度,采用遗传算法进行了参数寻优。参数寻优后模型的总体识别率达93.33%,实现了窄间隙侧壁熔合状态的有效识别。

不同振荡热压烧结温度下90W-10Cu难熔合金组织及性能

用于高压电触头材料的90W-10Cu难熔合金由于具有高熔点和高比重差异,在高温长时间的粉末冶金过程中存在致密化困难和晶粒异常长大而影响其性能。在常规热压烧结基础上,振荡热压烧结(HOP)技术采用一定频率的循环振荡单轴压力代替静单轴压力,可快速促进陶瓷等材料的致密化。因此,为了研究振荡热压烧结对90W-10Cu难熔合金的低温烧结效果,本文将振荡热压烧结技术应用到90W-10Cu(质量分数)难熔合金的制备中,研究了烧结温度(1000~1300℃)对其微观组织、致密度、晶粒尺寸、硬度及电导率性能的影响。研究结果发现,振荡热压烧结90W-10Cu合金由W相基体和Cu相黏结相组成。随着烧结温度的升高,90W-10Cu难熔合金的致密度逐渐增大,在烧结温度最高为1300℃时,其致密度最高可达到99.35%,均高于同等温度下的热压烧结样品的致密度;而晶粒尺寸仅为4.97μm左右,没有异常长大,达到了细化晶粒的效果;同时,其W晶粒邻接度逐渐降低,合金的微观组织均匀性得到优化和改善;维氏硬度和电导率分别达到225.78 HV_(30)和27.88%国际退火铜标准(IACS),高于同等温度甚至高100℃时的热压烧结体,性能得到显著提升,达到了低温烧结效果。结果表明,振荡热压烧结能够有效地促进90W-10Cu难熔合金的致密化,降低烧结温度和抑制晶粒生长,显著优化其微观组织均匀性,有利于在较低温度下获得高致密度、晶粒细小、高硬度和高电导率的90W-10Cu难熔合金材料。

激光重熔对激光粉末床熔合制备Ti-6Al-4V合金热稳定性的影响机制研究

研究了激光重熔(LR)对激光粉末床熔合(LPBF)制备Ti-6Al-4V合金的组织性能和热稳定性的影响。结果表明,LR处理后,LRed-Ti-6Al-4V钛合金样品内α′相热稳定性显著提升,β-Ti相出现的温度点由500℃升至700℃。热处理后,LPBF-Ti-6Al-4V钛合金内晶粒持续生长,700℃以上出现明显的“短棒状”和“粗层片状”特征;而LRed-Ti-6Al-4V样品表层熔化区内晶粒仍维持等轴特征,700℃以上的熔化区和热影响区内呈现较为均匀细小的针状组织。两组样品的表面显微硬度值随温度升高而不断降低,并且分别在700℃和850℃显著下降,β-Ti晶粒的迅速粗化是引起硬度下降的主要原因。

TIG-MIG间接电弧窄坡口焊侧壁未熔合缺陷数值分析及电场辅助抑制措施

文中用FLOW-3D软件模拟了TIG-MIG间接电弧焊接窄坡口厚4 mm 443铁素体不锈钢板对接侧壁未熔合缺陷的产生机理,提出一种电场辅助的抑制缺陷产生措施。研究结果表明:较窄的焊缝阻碍熔滴传热传质过程,在侧壁出现一个相比对侧低600℃的局部低温区域,进一步阻碍流体在此区域内与侧壁的熔合,因此产生侧壁未熔合缺陷。辅助电场的加入改善流体在焊缝侧壁的流动性,抑制未熔合缺陷的产生;焊缝内流体温度更高;侧壁熔合线距焊缝中心距离增加0.09 mm。

浅谈弧焊机器人横焊单面焊双面成形的未熔合缺陷

文中研究了弧焊机器人横焊单面焊双面成形过程中产生未熔合缺陷的原因及优化方法。首先,介绍了研究的背景、目的和意义,分析了弧焊机器人原理、横焊单面成形原理和双面成形原理;然后,对横焊单面焊成形过程和双面成形过程进行了详细分析,并探讨了未熔合缺陷产生的原因,提出了熔池优化方法、电极轨迹优化方法和焊接参数优化方法,以优化横焊单面焊双面成形过程并初步拟合了焊接参数的计算公式;最后,进行了总结分析并展望了未来的研究方向。

窄间隙P-GMAW多信息融合侧壁熔合状态识别研究

窄间隙焊缝坡口间距小且焊道较深,摆动中心与焊缝中心偏差较大时,坡口两侧侧壁受热不良,易发生未熔合缺陷。为了及时了解窄间隙侧壁熔合情况,掌握侧壁内部焊接质量,本文提出了一种基于BP神经网络和D-S证据理论的多信息融合方法,预测侧壁熔合状态。对窄间隙焊接未熔合缺陷产生机制进行了分析,研究发现焊接电弧信号和熔池变化与侧壁成形质量存在密切关系,为此进行了一系列偏差实验,建立了电弧电信号和电弧熔池图像信号的实时采集系统,采用批量特征提取算法,提取了与侧壁熔合状态密切关联的峰值电流、峰值电压、电弧弧长、熔池长宽比、熔池面积和熔池周长等特征参量。采用BP算法训练神经网络,在此基础上通过D-S证据理论进行决策级融合。实验结果表明,该模型识别率可达96.667%,避免了神经网络识别时的误诊,获得了比单一传感信息更好的预测结果,提高了熔合状态识别的准确度和可靠度。

熔合势垒厚度对熔合截面的影响

用多级势近似的方法计算了不同熔合势垒厚度对反应体系16O+208Pb熔合几率的影响.计算表明,对垒下熔合,随着势垒厚度的增加,隧穿几率快速下降,入射能越低下降的越快;对垒上熔合,隧穿几率会随着势垒厚度的增加而增加,入射能越大上升的越快.如果选择适当的势垒厚度,可以使计算结果与实验数据符合的更好.这为进一步澄清熔合反应中熔合势垒的形状、极端垒下重离子熔合机制等相关研究提供参考.

Ti系轻质难熔合金高温氧化性能的研究进展

高温合金是航天、航空发动机的必选材料,其发展一直备受关注。目前,铁基/钴基/镍基传统高温合金在发动机内部仍然占主导地位,尽管其综合性能优异,但比重过大,而且使用温度已经达到了合金熔点的80%以上,因此使用耐高温氧化的轻质难熔合金对提高发动机的推重比和可靠性极具意义。本文介绍了抗高温氧化研究的目的及影响因素,分析了高温钛合金(Ti60)、γ-TiAl金属间化合物这两种轻质合金高温氧化性能变差的内在原因,而后详细地梳理了Ti-Al-Si、Ti-Al-Si-Nb轻质难熔合金高温氧化性能的合金化机理,为开发以该类型合金为基础的新型合金作一些前期的理论性总结。

重核熔合耗散动力学

用双中心核态参数描写重核熔合过程,以一个布朗粒子通过二次势位垒的简化模型得到了熔合几率的解析表达式.在两碰撞核的接触处,颈部变量的变化遵守高斯分布,而沿拉长方向的初始平均动能由表面摩擦模型所确定.计算了几个对称和近似对称的反应系统的熔合激发函数,并与实验结果进行了比较.讨论了颈部增长和初始能量损失对熔合障碍产生的效应.

熔合势垒形状的唯像研究

根据唯像理论构造了一个势垒顶部出现凹槽的熔合势垒模型,来解决利用现有势垒模型计算出的熔合截面数据与实验数据不相符的问题.使用多级势近似方法计算了不同反应体系的熔合反应截面,发现当势垒厚度和凹槽的位置合适时,计算出的熔合截面数据和实验数据高度符合.该研究为进一步澄清熔合反应中熔合势垒的形状、重离子垒下熔合机制等相关研究提供参考.

宽高比对激光熔覆道间熔合不良的影响机制及改善策略

熔合不良是激光熔覆的常见工艺缺陷,为了探索道间搭接时熔合不良的产生机制,设计了单道单层熔覆试验、多道单层熔覆试验、多道重熔试验以及单层尾道重熔试验,并进行了单道熔覆时温度场的模拟仿真.结果表明,熔合不良缺陷的产生机制是已沉积区域边缘靠上部分形状凸起,激光辐照其表面时散热较慢,较快熔化.边缘根部激光能量输入较低同时形状内凹,散热较快,较慢熔化,靠上凸起部分熔融液体翻出并越过根部和基材的熔化部分联通,导致熔覆层根部与激光隔绝形成了空隙,产生了熔合不良缺陷;为了减少这种熔合不良缺陷的产生,根据熔合不良的产生机制设计了倾斜熔覆头单层多道搭接试验,结果表明,倾斜熔覆头进行熔覆可以有效减少熔合不良缺陷的产生.创新点:(1)研究了激光熔覆产生熔合不良缺陷的产生机理.(2)提出了通过改变熔覆头角度来减少熔合不良缺陷产生的方法.

感应重熔Ni60自熔合金涂层的组织结构

采用扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射等测试手段，对Ｎｉ６０感应重熔涂层组织结构进行了研究。发现感应重熔Ｎｉ６０涂层明显呈３区分布，从界面开始依次为固溶体区、条状相区和块状相区，并揭示了条状相区的形成原因及影响因素。

^(40, 48)Ca+^(90, 96)Zr近垒熔合反应的动力学研究

发展了一种改进的量子分子动力学模型,并用这一模型研究了40,48Ca+90,96Zr的近垒熔合反应.改进的量子分子动力学模型能很好地描述一系列核,从6Li到208Pb,的基态性质及它们的时间演化.在相同参数下计算得到的40Ca+90Zr以及40Ca+96Zr这两个熔合反应的激发函数与实验结果都符合得相当好.在分析丰中子核熔合截面增强机制中,发现丰中子核熔合反应初始阶段颈部的N/Z值明显偏大,促使反应中动态位垒降低,从而引起了丰中子核反应熔合截面的增强.

重离子熔合反应形成超重核的截面研究

在双核系统框架下,通过数值法解主方程计算了双核间的核子跃迁全熔合几率.两碰撞核内部激发能由相对运动能损提供,因此能够将核子转移过程与相对运动耦合起来.对一些以Pb为靶的形成超重核的冷熔合反应,计算了最佳激发能、形成双核系统的俘获截面、复合核形成几率及存活几率等,所得到的形成超重核蒸发剩余截面与已知实验值符合较好.

Ni60自熔合金粉末的研究

研制的Ni60自熔合金粉末虽铁含量高(Fe≤15%),但其主要性能达到了铁含量较低(Fe<5%)的著名瑞士Castolin12496牌号水平,成为国内用量最大的自熔合金粉末牌号之一。本文介绍了Ni60自熔合金及其粉末的化学成分、物理性能、喷焊工艺性能、焊层性能和应用,并着重介绍了粒度分布对粉末的松装密度、流动性、焊层硬度的影响。

复合塑料的熔合缝

介绍改性、增强聚合物和聚合物混合物的熔合缝的力学性能、熔合机理和改善复合塑料熔合缝力学性能的方法。

近垒能量下重核熔合几率的量子路径积分计算

针对近垒能量下经典涨落耗散模型预期的重核熔合几率比实验结果偏小的问题,发展了一种实时间路径积分方法并用于研究重核熔合激发函数,给出了包含量子涨落效应的解析表达式。计算了几个对称和近似对称反应系统的熔合几率,结果表明理论结果与实验值符合较好。还讨论了颈部增长对熔合障碍的影响。

基于双核模型的粒子交换势能面与熔合几率的研究(英文)

研究了基于双核模型的粒子交换势能面.原子核的形变效应对于势能面的形状有较大的影响.在反应过程中,作为反应时间函数的动态形变的变化是显著的.通过求解主方程,对一些基于冷熔合机制的反应道的全熔合几率也进行了讨论.

晕核及弱束缚核的近垒熔合

阐述了晕核近垒熔合反应研究的意义；叙述了理论上关于晕核破裂与入射道相对运动的耦合使熔合截面增强还是阻禁了晕核熔合两种相反观点的争论，以及晕核熔合反应实验研究的现状；探讨了用弱束缚核代替晕核进行实验研究以求对理论上的争论作出判断的构想．

Ni基自熔合金涂层与钢基材的界面形态及其作用

对采用氧 -乙炔火焰喷焊、等离子喷涂后氧 -乙炔火焰重熔与等离子喷涂后炉内重熔三种工艺制备的WC增强Ni基自熔合金涂层与 38CrMoAl钢基材的结合界面形态的研究表明 ,在涂层熔化过程中 ,涂层与基材之间发生成分的互扩散 ,以基材中的元素Fe向熔融涂层中的扩散为主 ,其扩散程度对涂层与基材能否形成良好的冶金结合具有决定性的影响。当结合界面处的基材表层温度足够高时 ,基材中的元素Fe向涂层中的扩散量较大 ,扩散距离较长 ,在界面处就能够形成致密完整的Fe -Ni单相固溶体组织白亮层 。