钨极氩弧焊与激光熔覆修复的K403镍基高温合金导向器叶片组织与性能

K403镍基高温合金具有优异的室温和高温综合性能,广泛用于航空发动机涡轮叶片及导向器的制造。针对涡轮叶片长期服役于复杂工况产生的裂纹缺陷等问题,本工作先对钨极氩弧(tungsten inert gas,TIG)焊和激光熔覆两种工艺修复后的组织与拉伸性能展开对比分析,而后使用激光熔覆工艺修复叶片,并进行无损检测。利用OM、SEM观察微观组织、断口形貌,利用EDS进行相的成分分析。结果表明:TIG焊修复工艺在修复界面区附近易产生微裂纹缺陷,主要碳化物相和低熔点共晶组织引起;激光熔覆工艺修复区域的晶粒与组织更加均匀,微裂纹缺陷更易得到控制;激光熔覆工艺修复的试样综合力学性能明显高于TIG焊修复工艺的试样,且激光熔覆工艺具有较好的工艺稳定性,TIG焊修复工艺的室温拉伸强度为K403母材强度的69.22%,激光熔覆修复工艺室温抗拉强度达到了母材的87.44%,断口形貌显示修复区域的室温拉伸断口呈现出混合断裂特征,高温拉伸断口呈现出沿晶断裂的特征。修复区域的微裂纹、局部液相不足缺陷和碳化物是拉伸断裂的主要原因。激光熔覆修复工艺具有热源集中、热影响区小的优势,能够有效抑制修复区缺陷并细化微观组织,在叶片修复方面具有更大优势。使用激光熔覆修复工艺完成了叶片试车过程产生的边缘板裂纹损伤修复,经过荧光检测及煤油-白垩检测,满足相关使用要求。

惰性气体参数对瓦斯爆燃火焰传播抑制效果的研究

在自主搭建的中尺度爆炸管道上,构建超高速激光纹影测试系统,探究不同喷射位置和压力下N2和CO_(2)抑制瓦斯/空气预混气体爆燃火焰传播特性。结果表明:在惰性气体抑制瓦斯/空气预混气体爆燃实验中,随着喷射压力的逐步增强,火焰传播速度呈现出先增大后减小的趋势,火焰形态也由指尖状逐渐拉伸变形,中部突出部分变小直至呈现近平面状;近点火端喷射CO_(2)时比远离点火端喷射的最高火焰传播速度降低20.79%,喷射N2时降低20.25%,近点火端喷射CO_(2)比远点火端的最低火焰速度低9.68%,喷射N2时降低12.86%;对比2种阻燃抑爆气体,近点火端喷射CO_(2)比喷射N2的最高火焰传播速度低21.78%,最低速度比N2低1.82%;远点火端喷射CO_(2)时的最高火焰速度比N2低21.25%,最低火焰速度比N2低5.27%。

超声振动辅助铝/钢激光–MIG熔钎焊外观成形、组织以及拉伸性能研究

目的利用超声振动改善铝/钢对接接头界面的微观结构,降低气孔缺陷并提高接头力学性能。方法通过超声振动辅助激光–MIG焊接方法实现铝/钢异种金属连接,采用光学显微镜观察焊缝形貌,采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察焊缝和界面微观结构,利用拉伸试验机测试接头的拉伸强度。结果超声振动的施加提高了熔融金属的润湿铺展性能,减少了焊缝中的气孔缺陷,并降低了界面层金属间化合物的厚度。带有余高和去除余高的接头拉伸强度由未加超声的175 MPa和154 MPa分别提高到189 MPa和172 MPa。结论利用超声振动的声流、空化效应有效改善了熔融金属的润湿铺展性能和界面微观结构,并在一定程度上消除了气孔缺陷,进而提高了接头的力学性能。

船舶铝合金焊接工艺方法对比分析

针对船舶铝合金材料在焊接过程中的技术难点,综合分析船用铝合金常用的惰性气体保护焊、激光电弧复合焊和搅拌摩擦焊等工艺方法在铝合金焊接过程中的关键要素,探讨焊接质量改善方法,对船舶铝合金焊接工艺在技术特点、生产效率、应用范围等方面的差异进行归纳和比较,明晰各类船用铝合金焊接工艺的应用前景。

高强铝合金的MIG以及激光-MIG焊接工艺对比

以20 mm厚的2519-T87高强铝合金为研究对象,研究了熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)和CO2激光-MIG复合焊的焊接效率、组织以及力学性能之间的区别。结果表明,激光-MIG复合焊的焊接效率是MIG焊的5倍,焊接熔深更大,接头的抗拉强度也提高到母材的70%以上,而MIG焊接头抗拉强度仅仅只有母材的60%左右。由于复合焊的热输入比较小,而且熔池的熔融金属的流动情况以及温度梯度与MIG焊有很大的不同,复合焊的焊缝组织比MIG焊的更加细小,接头处的也没有发现MIG焊接头中出现的等轴晶区。

轻金属的激光复合焊技术

铝、镁等轻金属优良的物理性能,使其在工业领域的应用越来越广泛,在汽车工业尤为突出。列举了激光-MIG焊,激光-TIG焊,激光辅助搅拌摩擦焊,双激光束焊等多种激光复合热源在铝、镁及其合金连接上的应用,对相关复合热源的加工原理做了简要的分析。这些激光复合热源形式有各自的优点,在轻金属的加工连接方面有广阔的应用前景。

激光-TIG复合焊接镁合金AZ31B焊接工艺

以变形镁合金AZ31B为主要研究对象 ,研究激光 -TIG复合热源焊接镁合金工艺特点 ,利用正交试验分析焊接规范对焊缝成型的影响。试验结果表明 ,激光束的存在增强了镁合金高速焊接时电弧的稳定性 ,增大了焊缝的熔深。在最佳的工艺条件下镁合金焊缝成型良好 ,无气孔、裂纹等缺陷 ,焊接接头抗拉强度与母材强度相当 。

6005A激光-MIG复合焊接头组织及力学性能研究

为了研究高强度铝合金的焊接性能,了解激光与金属惰性气体(MIG)之间的相互作用机理,进一步优化焊接工艺参量,采用光纤激光器与MIG复合焊焊机对3mm厚6005A铝合金进行了复合焊接试验研究。结合焊缝形貌、接头的力学性能等,分析了工艺参量对焊缝质量的影响规律。结果表明,采用激光-MIG复合焊接6005A,在合适的工艺参量下,可以实现表面成形良好的接头;焊缝中的物相主要由α-Al固溶体和弥散分布在基体中的第二相Mg2Si组成;焊缝区的显微硬度明显低于热影响区和母材的显微硬度,接头的断裂处发生在焊缝区,这是由于焊接热循环导致焊缝区组织粗化与气孔缺陷所致,接头的断裂形式为韧性断裂,断裂处呈现大量的韧窝,接头的抗拉强度为251.52MPa,可以达到母材的89.19%。焊接质量符合工程需要。

铝/镀锌钢复合热源熔—钎接头中的Al-Fe金属间化合物层分析

分析了铝／镀锌钢复合热源熔-钎接头中Al-Fe金属间化合物层的相结构，研究了焊接热输入对接头中Al-Fe金属间化合物层厚度的影响及化合物层厚度对接头抗剪强度的影响。结果表明，生成的Al-Fe金属间化合物层主要由Fe3Al，FeAl2，Fe2A15以及FeAl3组成。并且Al-Fe金属间化合物的生成过程伴随着Si元素的富集现象；Al-Fe金属间化合物层厚度随焊接热输入的增大而增大，但电弧能量对化合物层厚度的影响要大于激光能量对化合物层厚度的影响；Al-Fe金属间化合物层厚度并非越薄越好，化合物层厚度在1．5～4μm范围内，Al-Fe金属间化合物层厚度对接头抗剪强度的影响不大。

铝/镀锌钢复合热源熔—钎接头的局部“未钎合”缺陷分析

对铝/镀锌钢复合热源熔—钎连接过程中出现的局部"未钎合"缺陷的原因进行了研究,并制定了相应的抑制和消除缺陷的措施。结果表明,焊接热输入不足是导致铝母材熔合线根部位置产生局部"未钎合"缺陷的根本原因,而铝母材熔合线根部位置的熔池金属和钢板达不到Al-Si钎料与钢所需要的钎焊温度是产生局部"未钎合"缺陷的直接原因。局部"未钎合"缺陷的产生还与熔池的流动及母材金属的散热等因素有间接的关系。铝/钢熔—钎焊缝熔合线根部局部"未钎合"缺陷可以通过适当地增大焊接热输入及改变激光与电弧的空间位置以提高激光对钢母材的加热效果来抑制和消除。

316L不锈钢激光-钨极惰性气体复合焊接工艺研究

为了进一步提高316L不锈钢的可焊性,采用Rofin Sinar 5kW快轴流CO2激光器和Miller钨极惰性气体(TIG)焊机,对3mm厚316L不锈钢进行了一系列CO2激光-TIG电弧复合焊接工艺试验,研究了激光功率、电弧电流、热源间距等工艺参数对焊缝成形的影响规律。在激光功率大于2.5kW时,会产生小孔效应,其对复合焊接熔深影响显著;而当电弧电流小于150A时,焊接熔宽与两热源的热输入关系密切,当电流大于150A时,仅电弧电流是焊接熔宽的决定性因素;热源间距存在一个最佳值2mm^3mm,此时,焊接熔深可提高1.46倍~2.54倍。研究结果表明,复合焊接提高了316L不锈钢的可焊性。

不锈钢汽车排气管激光焊接残余应力

为了提高不锈钢管的冷加工成形性能,进一步优化相应焊接工艺,在对汽车排气管激光焊接温度场进行数值模拟研究的基础上,分析激光焊接汽车排气管残余应力.在考虑网格的疏密过渡以及材料力学性能参数随温度的变化条件下,分析激光焊接不锈钢管残余应力演变过程及分布特点,即滚轮挤压量越小,平均残余应力越小,但容易出现咬边和未焊透,在局部产生应力集中,更容易在焊接管冷加工时出现开裂;激光焊接线能量减小,轴向残余应力区域变窄,峰值应力增加.将激光焊接残余应力与钨极氩弧焊(TIG)+激光焊的残余应力进行对比实验,结果表明,不锈钢管TIG+激光焊残余应力与激光焊接具有相似的分布,分布区域相对变宽,焊轴向残余应力比激光焊接小,提高了焊接管冷加工成型性能.

铜/镀锌钢异种金属Nd:YAG激光脉冲MIG复合热源钎接焊

将激光—电弧复合热源焊接应用于铜与钢的熔—钎连接,用该焊接方法实现了T2紫铜合金板与镀锌钢板的优质连接。结果表明,焊接接头钢母材未发生熔化而铜合金母材熔化,其焊缝与钢母材为钎焊连接,拉伸试验中试样的断裂位置发生在焊缝铜母材热影响区,焊接热影响区略有软化。断口分析发现,接头的断裂属于塑性断裂。高倍电镜分析表明,焊缝钎焊连接界面处未见钢溶蚀及Cu沿铁素体晶界侵入现象;能谱分析结果表明,焊接接头中Cu,Fe原子分别向对方基体进行了良好的扩散,二者在钎焊连接界面处形成了Cu-Fe固溶体,并且在接头的钎焊连接界面处有Si元素的富集现象。

TIG焊快速制造激光视觉检测系统的研究

为了研究钨极惰性气体保护焊(TIG)快速制造中金属结构成形的效果及工件变形情况,获取金属结构高度及其变化范围,通过对激光视觉传感所得到的图像进行分析,采用激光视觉检测的方法,制作了一种激光视觉检测系统。经与实验获得的实际金属结构高度数据对比,得到金属结构高度检测的误差在单道焊缝的自然成形的高度误差范围内的结果。结果表明,该方法可以比较有效地获得金属结构高度及母材工件变形情况。

激光-氩弧焊电弧复合热源表面熔覆工艺及成形特征

为研究激光-氩弧焊(TIG)电弧复合热源表面熔覆工艺对熔覆层成形特征的影响,建立了激光电弧复合热源表面熔覆试验系统,分别采用大光斑半导体激光热源、激光与TIG复合热源在Q235母材上进行了Ni60合金粉末单道熔覆工艺试验,分析了激光功率、TIG电流对熔覆层高宽比、稀释率、浸润角等成形特征的影响.结果表明:随着激光功率或TIG电流的增加,熔覆层的熔宽、稀释率呈增加趋势,熔覆层的高宽比、浸润角减小.在复合热源熔覆过程中,引入电弧可以显著降低熔覆所需激光功率,可在减小激光热冲击作用的同时降低生产成本;引入小电流TIG电弧,可以降低熔覆层边缘的温度梯度,改善熔覆过程中熔覆层的铺展效果.

基于实际工况的超高强钢薄板激光-MAG复合热源焊接工艺特性

采用激光-MAG复合焊和常规MAG焊两种焊接方法进行了超高强钢的焊接试验研究,对比分析了激光-MAG复合焊在焊缝成形、焊接效率、焊接变形、工况适应性以及接头力学性能等方面的优势。结果表明:在高速焊接条件及复杂工况条件下,激光-MAG电弧复合焊仍可以实现超高强钢薄板稳定可靠的单面焊双面成形,与常规MAG焊相比,焊接效率提高5倍,焊接变形显著减小,接头抗拉强度提高26%以上,接头软化程度明显降低,焊接工艺对复杂工况的适应性较好。

钛的氩弧焊、激光焊和等离子弧焊的实验研究

采用氩弧焊、激光焊和等离子弧焊焊接钛支架杆，与母材对照，测试其力学性能、显微硬度，并做金相分析、电子断口分析，测试数据经统计学处理。结果显示：钛的氩弧焊、激光焊基本满足修复体焊接要求。

304不锈钢旋转双焦点激光-TIG复合焊接

为了提高激光-电弧复合焊接质量,提出了一种新的焊接方法——旋转双焦点激光-TIG(Tungsten InertGas)复合焊接.运用自行研制的旋转双焦点激光-TIG复合焊接头对304不锈钢进行了不同焊接参数下的工艺试验,并分析了焊接参数对焊缝成形的影响.结果表明在旋转双焦点激光-TIG复合焊接过程中,焊接电流和激光功率的大小和相互配合是2个热源能否有效耦合的关键因素,而旋转频率的大小对焊缝的熔深、熔宽影响不大,通过旋转双焦点激光和电弧的耦合作用可以有效地提高焊接热源的利用率.

脉络膜缺损区内裂孔的玻璃体视网膜手术治疗

目的探讨脉络膜缺损区内裂孔的临床特点及手术方法，以提高手术疗效。方法对１０例（１１眼）脉络膜缺损区内裂孔患者施行玻璃体视网膜手术，术中在高倍显微镜下观察视网膜裂孔的形态及与缺损边缘的关系，并行相应处理，气体或硅油填充。结果术后１０例１１眼视网膜解剖复位１０眼，视力均有不同程度提高。结论脉络膜缺损区内裂孔的牵引与缺损区边缘关系密切，裂孔多为圆形或椭圆形，缺损区处巩膜凹陷。充分的玻璃体切割，恢复视网膜弹性，封闭裂孔及缺损区边缘是手术成功的关键，惰性气体及硅油填充更提高了视网膜复位的安全可靠性。

不同焊接方法对TWIP钢焊后热影响区组织和性能的影响

文中对Fe-Mn-C系TWIP钢的焊接行为进行了系统研究,采用激光焊和钨极氩弧焊(TIG)进行了焊接试验,对两种焊接方法的焊后热影响区的显微组织及力学性能进行了分析.结果表明,激光焊后焊接热影响区(HAZ)及焊缝组织更为细小,分布也更为均匀,断后伸长率明显好于TIG焊.焊缝的显微硬度要高于HAZ和母材,TIG焊后HAZ晶粒严重长大,显微硬度在HAZ处也明显降低,出现了软化,导致综合性能偏差.