电气产品通孔回流焊工艺研究

随着电气产品向密集化、小型化方向快速发展,表面贴装技术已成为印制电路板(PCB)组装的主流技术,因此通孔回流焊工艺的应用越来越广泛。本文重点从锡膏选型、钢网开孔工艺优化、元器件性能、PCB焊盘设计优化等角度展开研究,并通过实际生产验证了通孔回流焊工艺能够拓展高密度、细间距产品的生产窗口,并解决了锡珠、空洞等焊接问题。该工艺能从多方面替代传统波峰焊工艺,可提升元器件的焊接质量,使焊接可靠性大大提高,为有效推进表贴化工艺、降低生产成本、提高生产效率提供支撑。

高品质大深径比微孔电火花加工研究现状

针对大深径比深微孔加工面临单一维度下大深径比高导致的排屑难等问题,综述了利用电火花技术加工深微孔的方法及演变。从工具电极的结构设计、运动规划和能场辅助方式等常用方法论述了目前电火花加工深微孔现状,同时介绍了提升深微孔加工表面质量的主要方法,最后探讨了当前电火花加工深微孔面临的瓶颈及未来发展趋势。

电化学对微小孔毛刺去除的仿真及试验

钻削微小通孔产生的孔口毛刺严重影响了其表面质量,且微小孔因直径小导致其入口和出口毛刺去除困难,为此提出基于电化学的微小通孔双面毛刺的同步去除方法。以0.35 mm厚的304不锈钢板的钻孔毛刺为研究对象,建立电化学毛刺去除仿真模型,分析电流密度与微小孔不同区域材料去除速率间的对应关系,研究电极位置及工艺参数对毛刺去除效果的影响,并开展相关试验研究。结果表明,孔口表面电流密度大小表征了材料去除能力的强弱,毛刺尖端电流密度大,孔内壁电流密度小且分布均匀;电极位置对出口毛刺去除速率影响大,伸出型电极毛刺去除效果最好;随加工电压、电解质浓度及电极直径增大,毛刺去除效率增高,但扩孔率增大,且电极直径越大入口倒角越明显;试验基于伸出型电极位置,采用4 V加工电压、12%NaNO_(3)电解质、0.2 mm电极半径,实现了孔口毛刺的精准去除,加工后的倒角宽度为38μm,扩孔率仅1.99%,验证了仿真的准确性。研究结果可为微小通孔双面毛刺的高效、精准去除奠定研究基础。

高体分铝基碳化硅超声振动钻削的内孔表面质量试验研究

针对高体分铝基碳化硅精密钻削加工技术难题,利用普通超声振动钻削(UVD)和超声振动啄式钻削(UVPD)两种工艺,通过均匀试验设计,对高体分铝基碳化硅套料钻削的内孔表面质量的变化规律及产生原因进行了深入的直观分析和回归分析。结果表明:高体分铝基碳化硅套料钻削时,内孔表面缺陷表现为SiC颗粒拔出、SiC颗粒破裂、Al基体塑性变形三种形式;采用UVD能够获得比普通钻削更好的内孔质量,而采用UVPD的表面粗糙度可比UVD降低20%以上,各工艺条件下表面缺陷特征的差异是导致内孔质量变化的根本原因;无论UVD还是UVPD,超声振幅和进给速度都是影响内孔质量的重要因素,增大超声振幅或降低进给速度都有利于提高内孔质量。

磁力研磨工艺提高叶片表面质量的试验研究

目的提高航空发动机涡轮叶片的服役年限。方法应用磁力研磨工艺提高涡轮叶片表面质量,包括降低叶片表面粗糙度、去除飞秒激光制孔过程中产生的棱边毛刺以及降低叶片表面残余应力,建立神经网络模型确定最佳工艺参数,在最佳工艺参数下对叶片进行研磨加工。使用JB-8E触针式表面粗糙度测量仪、超景深显微镜和X’Pert Powder残余应力测试分析系统,分别对叶片表面粗糙度、孔口形貌以及叶片表面残余应力进行分析。结果叶片在最佳工艺参数下完成研磨加工,叶片表面粗糙度从3.08μm下降到0.19μm,叶片气膜孔棱边毛刺基本去除,且存在倒圆迹象,研磨后叶片晶格更加致密,受力状态从残余拉应力(324.7 MPa)转变为残余压应力(132.8 MPa)。结论应用磁力研磨工艺可以有效降低叶片表面粗糙度,去除叶片气膜孔的棱边毛刺,对气膜孔的棱边进行倒圆加工,提高飞秒激光制气膜孔的表面质量,同时还可以将叶片的残余拉应力转化为残余压应力,使得叶片晶格排布更加紧密,在提高叶片强度和耐磨性的同时不会引入新的缺陷,增加叶片的服役寿命。

涡轮叶片气膜孔磁力研磨光整加工试验研究

气膜孔质量是航空燃气涡轮发动机中涡轮叶片表面质量的重要评价指标之一,直接影响涡轮发动机的工作效率。针对目前国内外制造涡轮叶片气膜孔过程中存在的毛刺、熔融层积瘤等问题,引入磁针磁力研磨工艺对气膜孔进行后处理,并以磁针直径、磁针长度、磁极转速以及磁针质量为变化因素,以叶片气膜孔周边表面粗糙度和叶片气膜孔质量及孔棱边倒圆程度为指标参数,通过试验分析变化因素与指标参数之间的规律。结果表明:磁针磁力研磨工艺能有效去除涡轮叶片气膜孔周边毛刺及熔融层积瘤,经磁针磁力研磨工艺处理后的叶片气膜孔有倒圆迹象。研究结果可为改善磁针磁力研磨加工叶片气膜孔的表面质量提供参考依据。

异形截面孔磨粒流精密加工质量分析

采用磨粒流精密加工技术对异形截面深孔进行数值模拟及实验研究,通过大涡模拟方法对钛合金异形截面孔零件进行数值分析,并进行相关实验研究以揭示磨粒流抛光异形曲面的表面创成机理。磨粒流精密加工数值分析揭示了磨粒流动态压力、速度、磨粒对壁面压力和壁面剪切力对壁面作用规律,获得了异形截面孔内流向截面的漩涡位置分布与漩涡产生原因以及漩涡与磨粒相互作用关系。经过磨粒流精密加工后,异形曲面的表面粗糙度由Ra=7.136μm、Rz=40.103μm减小到Ra=1.822μm、Rz=8.964μm,异形截面孔内表面凸起、球化现象去除,表面质量明显改善,漩涡使异形曲面的表面质量得到大幅改善。

基于井地一体化测量的近地表品质因子Q值估算与应用

疏松的近地表介质对地震波的吸收衰减作用是导致地震记录分辨率降低的重要因素,准确求取近地表地层Q值可为地震波能量和频率的补偿处理提供确切参数。针对常规微测井近地表Q值估计时面临的激发与接收耦合的一致性、虚反射以及近场问题等,提出了一种深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量的近地表Q值估算方法。该方法避免了低速层底部界面虚反射对子波的干涉,最大限度保证激发和接收的耦合一致性。大港探区实际应用结果表明,深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量方法能获得稳定可靠的近地表低、降速层品质因子Q值,为近地表吸收衰减补偿处理奠定了基础。经补偿处理后的叠加剖面不仅拓宽了目的层频带,提高了地震资料分辨率,而且极大地增强了地震数据分辨薄互储层和特殊岩性边界的能力。

套管中泄漏弯曲型Lamb波的传播特征

低阻抗水泥固井质量检测是油气田生产亟需解决的问题。套管中传播的最低阶泄漏弯曲型Lamb波(以下简称为A0弯曲型Lamb波)对套管后介质尤其是低阻抗水泥的声学参数和胶结状况具有很高的敏感性。通过建立多层介质模型,从理论上计算了其频散和衰减与套管后介质属性及水泥环第Ⅰ界面胶结状况的关系,并数值模拟了有限尺寸定向辐射探头激发和接收的全波波形。结果表明,在套管后耦合慢速水泥时,A0弯曲型Lamb波的频散曲线存在断点,曲线分为两个分支;A0弯曲型Lamb波的衰减在套管后耦合慢速水泥时最大并且对水泥环第Ⅰ界面胶结差时流体环厚度有很高的灵敏度,利用其衰减可以实现对套管后介质类型、水泥环第Ⅰ界面胶结状况及窜槽厚度的有效判别。

钛合金深孔钻削温度测量及加工表面质量研究

深孔加工技术广泛应用于航空航天领域,钛合金由于其难加工性对深孔加工提出了巨大挑战。提出了一种基于麻花钻深孔钻削钛合金的在线温度测量方法。通过全因素实验,分析了钛合金加工表面质量和加工硬化现象。试验结果表明切削速度对钻削温度有很大影响,当切削速度过大时,表面质量迅速恶化,产生表面烧伤和严重的加工硬化现象,进给速度对钻削温度略有影响。综合分析后推荐用于干切削条件下TC4钛合金深孔钻削的切削参数为20m/min,0.08mm/rev。

挖掘机传动轴断裂失效分析

针对4 M3挖掘机传动轴的断裂,运用多种检测手段对传动轴的断口形貌、金相组织和化学成分等进行分析。结果表明,齿部存在严重的表面缺陷,该轴组织状态不佳,材料的韧塑性是传动轴断裂的主要原因。

双锋角钻头钻削碳纤维增强树脂基复合材料研究

采用双锋角钻头和普通麻花钻对T700碳纤维复合材料(CFRP)进行钻削试验,从钻削轴向力、制孔出口质量和表面粗糙度等方面分析双锋角钻头在不同加工参数下制孔特点,并与普通麻花钻进行对比。试验结果表明:与普通麻花钻对比,双锋角钻头钻削CFRP时钻削轴向力减小约20%,制孔出口质量更好,孔壁的表面粗糙度值减小,体现优异的切削性能更适合CFRP的制孔加工。

制孔工艺对激光强化前后小孔疲劳寿命的影响

在交变载荷作用下,小孔构件易产生疲劳裂纹,零件的使用寿命因此降低。为了研究制孔工艺对激光冲击强化前后小孔疲劳寿命的影响,文中选用材料为铝合金7050-T7451的双联试样进行激光强化试验,并使用不同的制孔工艺开孔,随后进行拉伸试验,试验后观察断口的疲劳源位置、孔壁质量,并测量孔壁粗糙度。试验研究表明,对于未进行激光冲击强化的试件,不同的制孔工艺对小孔件寿命无明显影响;对于激光冲击强化后的试件,使用不同的制孔工艺对小孔件寿命差异较大;因此在激光强化前后,制孔工艺对小孔件的疲劳寿命影响是不同的。

飞秒激光加工镍基高温合金叶片气膜孔的试验研究

分析了飞秒激光与镍基高温合金的相互作用机理,对于飞秒激光加工的热影响区极小做出了理论解释;对单脉冲的激光光源项进行改进,使用螺旋加工法,进行了飞秒激光加工镍基高温合金气膜孔加工试验,得到了激光功率、离焦量、单层进给量、单层扫描时间对于加工质量的影响规律,找到了最优工艺参数,对设计激光加工工艺参数提供理论参考。

铝合金扁锭宽面竖状皱褶缺陷的成因

介绍了铝合金扁锭出现竖状皱褶缺陷的某些规律,分析了竖状皱褶缺陷产生的原因及其防止的途径。

大涡模拟Smagorinsky模型用于磨粒流精密加工喷嘴的质量控制研究

为研究固液两相磨粒流加工喷嘴小孔过程中的流场分布、涡旋形成规律及涡旋的存在对磨粒流加工的影响机制,采用Smagorinsky亚格子模型对磨粒流加工喷嘴小孔的流道进行大涡数值模拟,并使用磨粒流对变直径喷嘴工件进行加工试验。数值模拟发现磨粒流流体中磨粒与壁面的碰撞与剪切作用随流体的速度增大而增大,同一截面的速度存在速度差,其中还伴随涡旋的存在;通过试验研究发现:经固液两相磨粒流加工后的喷嘴小孔表面质量得到明显提高,喷嘴经过四次不同入口速度的磨粒流加工后大孔处表面粗糙度Ra由1.24μm降至0.542μm,小孔处表面粗糙度Ra由1.21μm降至0.437μm。结论显示固液两相磨粒流加工技术可有效提高被加工喷嘴工件的内表面质量,加工时同一截面的速度存在速度差,速度差的存在利于涡旋的形成,涡旋的存在利于提高磨粒流加工过程的剪切作用,有助于获得高质量的喷嘴小孔内通道表面。

深孔加工轴向振动装置设计

深孔加工在孔加工中占有较大的比重,深孔加工技术的难点之一是连续自动排屑。本文基于振动钻削机理,结合现有轴向振动钻削装置,在此基础上进行改进,设计了一套轴向振动装置。装置中使用压电陶瓷致动器有效地避免了机械传动所产生振动的不稳定性。基于Deform-3D软件对轴向振动钻削进行切屑模拟实验,并通过实验验证了轴向振动钻削较普通钻削而言在断屑方面及孔表面质量方面所具有的优势。

轴、孔磨削表面粗糙度的评定与质量控制

介绍了轴、孔表面粗糙度的定义和轴、孔表面质量评定方法,指出了现有轴、孔表面粗糙度评价存在的问题,提出轴、孔表面粗糙度的评价方法,列举加工形成轴、孔表面粗糙度的四种形式,分析其形成的原因及控制的方法。

三尖钻钻削CFRP/Al叠层构件的表面质量研究

利用田口设计方法,进行金刚石涂层三尖麻花钻钻削CFRP(CCF300)/Al(7075)叠层材料工艺实验研究。通过设计正交实验和单因素实验获得了复合材料钻削力F随主轴转速n、进给量f和钻头直径d的变化规律,并利用回归分析建立轴向力的拟合公式。通过对刀具磨损和轴向力对制孔质量的分析发现,复合材料表面粗糙度随轴向力增大而增大,铝合金孔表面粗糙度随轴向力变化不大。在钻削过程中,金刚石涂层刀具三尖钻的磨损失效主要为涂层的剥落/分层和崩刃,考虑到制孔质量和应用安全性,刀具的使用寿命可达到180个,适合钻削CFRP/Al叠层材料。

轴、孔磨削表面波纹度的分析与质量控制

介绍轴、孔表面质量评定方法和轴、孔表面波纹度的定义,针对轴、孔表面波纹度评价存在的问题,作者提出对轴、孔表面波纹度的评价方法,并列举加工形成轴、孔表面波纹度的4种形式,分析其形成的原因及控制的方法。