金属薄板等离子电弧加热弯曲成形实验

为了研究金属薄板等离子电弧加热弯曲成形的规律及机理,采用等离子电弧沿直线来回对1Cr18Ni9Ti和Q235薄板进行加热弯曲成形实验.结果表明,随着等离子电弧在薄板上扫描次数的增加,其弯曲角度近似呈线性增大;在一定范围内热输入越大(如减小扫描速度、减小电弧长度、增加电弧电流等),板材厚度越小,薄板的弯曲角度越大;在较低的热输入下等离子电弧加热弯曲成形使晶粒细化,有利于改善薄板受热区域显微组织的机械性能;成形过程中存在残余应变强化,受热区域硬度提高;等离子电弧加热弯曲成形还可以降低机械加工引起的残余应力,有效减少回弹.

氮气比例对金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧电压和焊缝成形的影响

目的探索金属粉末再压缩等离子弧焊接中氮气比例对焊缝成形、焊缝硬度的影响规律,指导316L不锈钢金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺。方法首先搭建和完善金属粉末再压缩等离子弧焊接实验平台;其次,重点考虑氮气对金属粉末再压缩等离子弧焊接的影响,并根据氮气比例的不同针对性地进行实验设计,实验Ⅰ中氮气体积分数为0,实验Ⅱ中氮气体积分数为8%,实验Ⅲ中氮气体积分数为16%;最后开展焊接实验并对焊接接头进行相关测试和分析。结果当氮气体积分数为16%时,焊缝熔深相较于纯氩气焊接的焊缝熔深增加了1.2 mm,焊缝熔宽增加了1.5 mm。当氮气体积分数为16%时,金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧电压平均值为28.47 V,相较于纯氩气时电弧电压平均值增加了0.76 V。与氮气比例为0(即纯氩气)时的标称电弧能量相比,当氮气体积分数为8%和16%时,金属粉末再压缩等离子弧焊接标称电弧能量分别增加了108 W和152 W。当氮气比例为0(即纯氩气)时,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝上表面显微硬度平均值为180.5HV;当氮气体积分数为8%时,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝上表面的显微硬度平均值为181.2HV;当氮气体积分数为16%时,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝上表面的显微硬度平均值为193.3HV。结论在金属粉末再压缩等离子弧焊接过程中,氮气会提高电弧电压和增大标称电弧能量,氮气可以增加焊缝熔深,同时增加焊缝熔宽。当氮气体积分数不大于8%时,对金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝上表面显微硬度平均值基本没有影响;当氮气比例超过一定数值时,才会对金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝上表面显微硬度平均值影响较大。

薄板几何尺寸对等离子电弧加热弯曲成形的影响

主要研究等离子电弧加热弯曲成形过程中薄板的厚度、长度、宽度以及薄板扫描线距自由端的距离等对等离子电弧弯曲成形的影响。

等离子电弧加热弯曲精确成形试验

为了实现等离子电弧加热的精确弯曲成形,采用等离子电弧沿直线对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行加热弯曲成形试验,并用CMOS1303uc数字相机等硬件和相关软件在等离子电弧加热弯曲成形的过程中对弯曲角度进行实时检测,实现了对成形过程的闭环控制。试验结果表明:当扫描次数较少时,板材弯曲角度随扫描次数增加近似呈线性增大;当扫描次数较多时,由于增厚效应的影响,单次扫描弯曲角度的增量会不断减小,弯曲效率明显降低。为了确保加工过程的可靠性并提高成形效率,根据加工余量的不同将成形过程分为粗、中、精三个加工阶段,各个阶段分别采用不同的工艺参数进行加工,通过弯曲角度分别为20°和30°的不锈钢薄板的成形试验验证了该方法的有效性。

薄板的各向异性对等离子电弧弯曲成形过程的影响

为了研究各向异性的金属薄板对等离子电弧加热弯曲成形的影响规律,采用等离子电弧以直线分别沿1Cr18Ni9Ti薄板轧制方向(RD)和垂直于轧制的方向(TD)进行加热弯曲成形试验。结果表明随着电弧扫描速度的降低,电弧功率增大以及扫描次数的增加,薄板塑性变形的各向异性影响减弱;反之则增强。该研究对薄板等离子电弧加热弯曲成形的实际应用有重要意义。

不锈钢薄板等离子电弧加热柔性成形试验研究

介绍了等离子电弧加热金属薄板柔性成形的特点,分析了等离子电弧柔性成形的机理。通过实验,得出了扫描次数、电弧电流、扫描速度、电弧高度、薄板厚度等参数对弯曲变形的影响规律。该规律对于提高弯曲效率、改善表面质量具有一定的指导意义。

激光/等离子电弧复合热源能量参数对钛合金焊缝成形的影响

在对钛合金激光/等离子电弧复合焊与单一激光焊的焊缝成形进行比较的基础上,研究了激光在复合等离子电弧后主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响。结果表明,随激光功率增大和焊接速度降低,复合焊与单一激光焊焊缝的横截面形貌均由钉形向近X形转变。与单一激光焊相比,复合焊焊缝的余高和咬边较大。激光/等离子电弧“协同效应”随激光功率和焊接速度变化而不同,从而影响复合焊焊缝的熔宽和熔宽比。随焊接电流从零增大到60 A,焊缝熔宽略有增大,而焊缝熔宽比基本保持不变。

板材等离子体弯曲成形棱边效应实验研究与数值分析

等离子体弯曲成形技术能应用于高硬和脆性板材的弯曲成形。在等离子体电弧直线扫描金属板材弯曲成形时,发现板材弯曲后形成的棱边出现翘曲和弯曲角随扫描路径变化现象,即棱边效应,棱边效应会降低工件的成形精度,导致工件不能满足装配精度要求和使用寿命缩短。为了揭示棱边效应产生的原因和成形规律,实验研究了棱边效应的成形规律,并建立了板材等离子体弯曲成形的数值模型。根据计算结果对棱边效应的成形机理进行了深入分析,这能为后续优化成形工艺和减缓棱边效应对成形精度的影响提供理论依据。

等离子电弧薄板柔性成形技术及工艺特性

介绍了一种新的成形加工工艺——等离子薄板柔性成形技术。它除了需要编制特殊的软件外 ,不需要特殊的设备和工具。初步的工艺性研究表明 ,成形弯曲角不仅与工艺参数 ,如电弧电流、电弧长度和运行速度有关 ,还与材料的物理特性 ,如热传导率、晶体结构及相变特性等有关。

金属板件等离子体弧柔性成形技术基础研究

水火弯曲成形和激光弯曲成形均存在一定局限性,而等离子体弧具有平均能量转换效率高、成本较低等优点.介绍了等离子体弧柔性成形技术的原理和特点,分析了等离子体弧柔性成形的两种基本形式——正向弯曲和反向弯曲的成形机理和控制方法,研究了弧功率、扫描速度、冷却方式、板件材质与几何尺寸等因素对柔性成形的影响规律.研究结果表明:等离子体弧可在工业环境下完成对不同厚度板材的柔性成形.在一定范围内,弯曲速度随着弧功率的提高而提高;可运用小的扫描速度提高弯曲速度,而采用大的扫描速度实现较为精确的弯曲变形;随着板件厚度的增加,相同扫描次数下的弯曲角度明显减小;导热系数大的材质,因难以在材料内部形成大的温度梯度而难以产生弯曲变形.上述研究对合理选择成形参数具有一定的指导意义.

扫描路径规划对激光弯曲成形影响的实验研究

在三维激光成形中, 扫描步距、扫描的先后次序、扫描线距自由端的距离等扫描路径规划参数对最终变形量都有影响。实验表明: 当扫描线距自由端的距离 L′增加时, 弯曲角度随之增大, 但当 L′继续增加时, 板料的弯曲角度却减小, 最后逐渐趋于平缓。当扫描步距太小, 板料的总体弯曲效果并不好, 而且由于重叠加热, 使板料硬度降低。随着扫描步距的继续增大, 板料的最终弯曲效果只是每次扫描的弯曲变形量的简单迭加。而且实验发现, 先采用大的步距对板料进行扫描, 然后在两条扫描线之间再插入扫描线, 此时的弯曲效果比顺次加热的弯曲效果要好。

金属微弯曲成形方法的研究

介绍微弯曲成形方法——激光微弯曲成形以及塑性微成形方法,并提出了激光辅助加热微弯曲成形方法,即激光辅助加热待加工件使其达到合适的温度范围后进行微弯曲成形的方法,提高难成形材料的微塑性成形能力和质量。

冷却条件对船板高频感应弯曲成形的影响

用热弹塑性有限元法ANSYS软件分析了高频感应加热弯板成形在绝热、空冷、正面水冷和反面水冷等不同情况下,低碳钢薄板的温度场、最终结果变形和残余应力,探讨了冷却方式对高频感应加热弯板成形的影响。

高频感应加热曲面成形控制系统

高频感应加热曲面成形是船体建造中一项经验性很强的外板成形工艺,实船板加工的工艺流程和控制系统是高频感应加热曲面成形设备研究和开发的重要环节。介绍了高频感应加热曲面成形的国内外现状,分析了层次化、模块化软件系统的策略。

微器件弯曲成形研究

微器件的市场需求急剧增加,微弯曲成形在微型产品的制造中起着至关重要的作用。尺度效应的影响使得微弯曲成形成为一个全新的领域。阐述了国内外近十多年来微弯曲成形方面尺度效应、晶粒尺寸以及摩擦等基础理论的发展,总结了微弯曲的成形方法、工模材料、成形系统、数值模拟以及成形精度方面的研究,并提出了利用陶瓷纤维制作微弯曲模,压电陶瓷作为驱动器,通过激光辅助加热的微弯曲成形系统。

飞机风挡玻璃弯曲成形回弹数值模拟

分析了飞机整体圆弧风挡玻璃弯曲成形过程及弯曲成形中玻璃板料的回弹机理,建立其有限元模型。在有限元软件ABAQUS中利用显示动力算法和隐式静力算法分别对风挡玻璃弯曲成形和回弹变形进行数值模拟,研究模具的弯曲半径、玻璃的加热温度、玻璃板材的厚度,摩擦大小等因素对弯曲回弹的影响,为实际生产提供参考依据。

宽厚比为0.5的Ti/Cu复合扁棒弯曲成形工艺研究

采用对比试验的方法，探索了Ti/Cu复合扁棒弯曲成形工艺。研究表明，盐浴加热弯曲成形法是一种较好的工艺方法。

激光微成形技术的研究及应用

激光微成形作为一种柔性精密加工技术已经成为微塑性成形领域的研究热点,其成形的材料广和效果高,能在一定程度上克服传统微塑性成形中的尺寸效应。分别阐述了激光微弯曲成形、激光微冲击成形和激光辅助加热微成形等几种典型的微成形技术,分析了各自的加工机理及技术特点,讨论影响成形精度的主要因素,介绍了国内外激光微成形技术在精密成形和精确校形方面的应用研究进展,最后展望了激光微成形技术的发展前景。

激光辅助加热微器件弯曲研究

在总结了国内外近十多年来微弯曲成形研究现状基础上,提出了基于激光辅助加热的微器件弯曲成形方法,将激光直接加载于难成形的微小工件材料表面,利用激光热作用对工件非接触式加热和热传导,使成形区域温度瞬时达到成形温度,然后通过微弯曲模具对工件施加载荷,实现微弯曲成形,解决了常规的微弯曲方法难以成形的复杂微器件以及难成形材料的成形问题,并采用激光束对工件前后两侧同时加热的方法解决工件加热不均匀问题,设计了激光辅助加热微器件弯曲系统,可以实现微器件的低成本批量化生产。

料段温差对镦锻曲轴成形性的影响

目前,在大型曲轴弯曲镦锻生产中,料段一般采用感应炉进行加热,因各种原因被加热的材料会出现轴向温差。本文就其对弯曲镦锻成形的影响进行分析和讨论。