激光精细表面制造工艺研究及应用:清洗与抛光

介绍了激光精细表面制造中的两类关键技术——激光清洗和激光抛光,以及其在提高结构材料表面质量和性能表现中的研究和应用。采用激光清洗技术去除铝合金表面氧化层,清洗表面氧含量显著降低,从而明显提高铝合金焊缝质量,避免熔合区气孔形成;通过激光抛光技术对增材成形钛合金构件进行抛光,可将表面粗糙度由5μm以上降低到1μm以下,同时激光抛光钛合金表面发生相变,使表面硬度和耐磨性得到显著提高。最后,进一步讨论激光清洗和抛光复合技术处理Ni-Ti形状记忆合金(SMA)表面的可行性。

基于CAD的机器人表面制造工具轨迹规划方法

为解决机器人表面制造作业中传统人工示教方法耗时长、易出错和过于依赖工人技术等局限性,提出一种基于CAD的机器人表面制造工具轨迹规划方法。该方法首先通过Pro/E建立工件参数化模型,然后对模型直接进行切片并通过点分析功能获得路径节点信息,最后根据路径节点信息和改进的姿态计算方法得到机器人工具轨迹。仿真结果表明该方法与基于stl机器人工具路径生成方法相比,得到的机器人工具路径在法向姿态信息上平均减少0.07317rad偏差,在位置信息上平均减少19.16857mm偏差。根据所提出的方法和步骤通过机器人铣削实际加工实验,证明该方法可以实现对工件模型表面作业机器人工具的轨迹规划及该方法的有效性。

先进的表面组装制造方法

本文主要论述了再流焊接技术在通孔元件中的应用，这种技术对传统的通孔元件的波峰焊接技术是一个重大的技术创新。其有诸多优点，不仅实现了柔性设计，而且还具有波峰焊接工艺不能实现的用途。文中将波峰焊接和再流焊接技术进行了比较，这种创新技术减少了工艺步骤及相关的材料，为此，节约了制造成本，同时仍保持原有的性能，并重点指出只有对传统的制造方法进行重大改革才能获得有竞争优势的技术突破。为实现制造工艺的现代化，而对表面组装制造进行连续的测评，以便在不改变工艺性能的同时，获得行之有效的制造方法。在很多情况下，采用先进的表面组装制造方法可以减少若干工艺步骤：有两种较受欢迎的工艺：单中心再流焊接(SCRS)或者是侵入式再流焊接和双面再流焊接。这些工艺虽然不是新工艺，不过，许多公司多年来一直都在使用这些工艺，而且其中一些公司还将这些工艺用于其部分混合技术组装生产中。这些工艺的其中一些突出特点是对通孔元件的再流焊接进行了透彻地研究，这项研究是1986年由美国的一家重点电子制造厂家实施的。通过一系列的实验来验证和确定所有的关键操作参数。花费了十年的时间，通过使用这种工艺对无以数计的焊点进行了研究，资料记载表明没有出现过任何现场故障，焊点缺陷率保持在4--7ppm。

再制造涂层损伤机理与寿命预测

在中国制造飞速发展的背景下,面对复杂多样的服役工况,如高温、高压、高速、重载等,对机械零部件各项表面性能参数的要求越来越严格,为确保机械工作持续稳定运行,提高材料表面性能成为了一个持续研究热点问题。再制造表面涂层是新兴产业,涂层质量评价以及寿命预测具有深邃的科学意义。本文综述了声发射技术在再制造涂层失效预警、疲劳、磨损失效领域的研究进展,并对涂层寿命预测模型进行总结,提出目前存在的问题,探讨了进一步研究的方向和解决问题的思路。

高强铝合金搅拌摩擦类增材制造研究进展

增材制造技术作为传统材料制备与加工方式的有效补充,有望满足先进制造领域对大尺寸、高性能构件短周期制备的新需求。基于能量束的熔化增材制造在使用商业高强铝合金制备大构件时难以避免凝固缺陷,导致所制备构件的材料力学性能下降。搅拌摩擦类增材制造技术避免了凝固缺陷,增材构件致密、组织均匀、晶粒细小、织构较弱,提升了增材构件材料的综合力学性能。本文对搅拌摩擦类增材制造技术在制备高强铝合金方面的研究与应用进展展开综述,分析了搅拌摩擦类增材制造技术面临的挑战及发展趋势,为相关领域的研究提供有益参考。

基于数值模拟和双响应面的FSD-AM预热工艺参数优化

为了实现摩擦表面沉积增材制造(FSD-AM)工艺预热阶段耗棒金属材料充分软化,形成均匀的温度场,以AA6061为耗棒、AA2024为基板,基于ABAQUS/Explicit建立了FSD-AM三维完全热力耦合模型,采用双响应面方法对FSD-AM预热阶段的工艺参数进行了优化。通过单因素试验确定旋转速度、下压速度及预热时间的工艺窗口,利用Box-Behnken响应面法,以耗棒底端中心温度与其熔点的比值及耗棒底端中心温度与基板温度差的绝对值为双响应值进行工艺参数优化,采用优化的工艺参数,使耗棒在预热阶段得到充分软化,而且耗棒与基板的温度差较小,为稳定沉积阶段提供了良好的预热效果。

滚压诱导纯铜表面梯度纳米结构磨损行为研究

使用自主设计的高效平面滚压刀具对纯铜进行表面制造,利用塑性变形诱导在纯铜表面制备梯度纳米结构;采用金相显微镜、透射电子显微镜等对梯度纳米结构进行表征,量化变形强化层厚度,考察晶粒尺寸分布;对梯度纳米结构的磨损行为进行研究,并解释了相关机理。结果表明,滚压诱导后表层纳米晶粒细化小于20 nm,并随深度逐渐增至基体晶粒尺寸,形成了十分明显的梯度结构,同时具有较为理想的表面粗糙度和截面硬度分布;干摩擦试验表明,低载时梯度纳米结构具有较好抗粘着能力,摩擦性能较好;高载时由于表层纳米结构强烈变形,微碎裂及随后的三体磨损反而降低了摩擦性能。

基于搅拌摩擦的金属固相增材制造研究进展

基于搅拌摩擦的固相增材制造是大型轻质合金构件成形制造的新技术,已成为国内外先进成形制造领域研究的热点之一。本文对目前国内外基于搅拌摩擦的金属固相增材制造技术及其相关工艺机理的研究现状进行了分析和总结。常见的基于搅拌摩擦的固相增材制造技术可分为三类:基于搅拌摩擦搭接焊原理,使板材逐层堆积,从而获得增材构件的搅拌摩擦增材制造(friction stir additive manufacturing,FSAM)技术;采用中空搅拌头,通过添加剂(粉末或丝材)进行固相搅拌摩擦沉积的增材制造(additive friction stir deposition,AFSD)技术;采用消耗型棒材,通过棒材的摩擦表面处理,形成增材层的摩擦表面沉积增材制造(friction surfacing deposition additive manufacturing,FSD-AM)技术。重点分析了金属材料基于搅拌摩擦的固相增材制造技术的国内外研究与应用现状,对比了三类基于搅拌摩擦的固相增材制造技术的特征及其工艺优缺点。最后指出增材工艺机理、形性协同控制、外场辅助工艺改型、新材料应用和人工智能优化是基于搅拌摩擦的固相增材制造技术未来研究的重点方向。

紫外熔石英元件高精度低缺陷控形控性制造技术研究进展

传统的紫外熔石英元件加工方法本身会引入各类制造缺陷,需要后期加工来消除前期加工带来的缺陷,限制了熔石英元件的加工质量和加工效率。针对这些问题,课题组提出了采用磁流变、离子束、保形光顺和流体动压抛光等可控柔体加工技术提升熔石英元件的加工效果,并开展了相关研究。主要介绍了课题组在关键技术上取得的重要进展,包括亚纳米精度表面控形制造技术、纳米精度本征表面控性生成方法、熔石英元件高精度低缺陷组合工艺与设备等一系列关键技术。通过探讨关键技术及其发展现状,为未来紫外熔石英元件高精度低缺陷制造技术的发展提供参考。

再制造工程──绿色系统工程

再制造工程是国外新兴的产业领域，是先进制造技术的重要组咸部分和新发展。再制造技术充分利用各种表面工程和其它技术形成的再制造成型技术制成再制造毛坯，形成再制造产品，它所需的最重要技术支持是材料的表面工程研究。再制造成型技术的质量控制是再制造技术降低成本、节能、节材、改善环保的保证。２１世纪再制造工程必将在国民经济和国防建设中发挥重大作用。

热喷涂在轴类表面磨损修复中的应用

热喷涂技术是工业技术领域广泛使用的再制造关键技术。一些工业设备和材料的使用性和寿命仅和材料的表面性能有关,若使用贵金属进行替换将增大生产成本,造成浪费和损失,热喷涂技术可以强化金属表面性能,可以对设备关键零件进行修补或强化,提高企业的生产效益。文章基于热喷涂技术基本原理和分类,并重点概述了火焰喷涂的分类及基本原理,通过合金粉末火焰喷涂技术在挖掘机油泵、回转马达、行走减速器的传动轴磨损修复中的应用。

涂装废水处理技术研究

涂装废水是在工程机械产品的表面制造过程中所产生的工业废水,具有浓度高、成分复杂、可生化性差、水质水量变化大等特点,该类废水的处理是工业废水处理研究的热点和难点。为此,介绍了涂装废水的来源和特点,并针对涂装废水常规处理工艺和新型处理工艺进行了论述,通过对比阐述了该类工艺的优缺点及应用前景。针对涂装废水在实际处理过程中存在的诸多问题提出了合理建议,并对未来涂装废水处理工艺的研究方向进行了讨论。指出,由于强电离放电技术在水处理中具有处理效率高、无选择性、不需添加催化剂和吸附剂、无二次污染等特点,因此该技术可作为涂装废水预处理或深度处理工艺,用来弥补常规处理工艺(混凝、厌氧处理等)处理周期长、处理不彻底、有恶臭产生等缺点。通过对涂装废水处理技术的研究可为我国表面制造行业废水处理提供理论基础和参考。

客车车体侧偏原因及解决措施

通过对本公司生产的多种车型的跟踪、比较、分析、总结 ,着重介绍了造成客车车体侧偏的原因 。

自泳漆工艺在客车表处理上的升级使用

介绍自泳漆最新工艺进展和在客车制造业表处理工序的升级使用。