基于DIABEAM法的电子束能量密度测试分析

为了充分发挥电子束焊接技术在航空航天领域的作用,对反映束流品质的关键因素—电子束能量密度开展了研究;基于法拉第传感原理,通过DIABEAM测试法对真空电子束焊机电子束能量密度分布进行测试分析;结果表明:电子束能量密度分布呈非对称的近高斯分布,随着聚焦电流的增加,电子束能量密度趋于发散分布,达到焦点状态时dP90区域内电子束能量密度均值最高;电子束能量密度峰值随着灯丝加热电流增加而增加,但受灯丝尺寸等因素的影响,灯丝加热电流达到稳定值后能量密度分布不变。

真空电子束焊接热源建模及功率密度分析

分析了真空电子束深熔焊接的热源作用形成钉状焊缝的特征,建立了峰值功率递增型旋转高斯体热源,即热源作用半径在深度方向呈高斯规律递减,热源功率密度在深度方向呈指数函数规律递增.利用该热源模型计算了聚焦状态和散焦状态下,真空电子束焊接特殊热效应的功率密度分布.结果表明,热源数学模型得到的功率密度分布规律符合理想状态下的电子束热源作用特征,可用于不同聚焦状态下的真空电子束焊接的热效应数值模拟研究.

高能束焊接技术在舰船建造中的应用

高能束焊接技术具有集束、高功率密度、焊接精度高等优点,应用领域非常广泛,本文着重分析了电子束焊接和激光焊接技术在舰船建造方面的应用。

镁合金高能束焊接技术的研究现状及进展

镁及其合金在航空航天、汽车、电子等行业具有广阔的应用前景,而镁合金的焊接已成为制约其发展的关键技术。和其它熔焊相比,采用高能束焊接镁合金具有焊缝熔深大、接头性能优良等特点。因此,高能束焊是镁合金焊接的理想方法之一。文中从焊接工艺、接头组织、力学性能,焊接缺陷等方面入手,着重介绍了激光焊、激光-电弧复合焊,电子束焊接镁合金的研究现状,指出了这些焊接方法的优缺点,并对其未来的发展做出了适当的展望。

电子束焊功率密度分布与温度场关系的研究

采用大型有限元ADINAT程序,对电子束焊三种功率密度分布模型进行了分析。结果表明,三角形模型和高斯模型计算温度与焊接接头实际温度存在偏差,按实际温度改进高斯模型使之相吻合。

电子束焊接束流诊断用法拉第筒传感器研制

针对中高压电子束焊机5-100mA的电子束流诊断，完成了法拉第筒传感器的研制。该传感器由法拉第筒、微弱信号放大电路、增益控制电路构成。法拉第筒电极入射孔采用双孔结构，有效的阻止了二次电子和背散射电子的逸出，提高了电子束流的收集效率。通过控制微弱信号放大电路的增益将整个束流强度范围内的信号放大到伏级。在Ua=150kV，b=10mA，If=360mA，H=315Inin条件下采集功率密度分布数据，得到束流密度的二维分布图形。由于受电子束焊机特性的影响，束流功率密度分布呈非对称性的近高斯分布。

高压电子束焊机中电子束发生系统的设计计算

电子束焊接是通过阴极加热发射的电子,经高压电场加速后,获得极高的动能,加速后的电子经过磁透镜聚焦而形成能量密度极高的电子束来轰击工件表面。电子束发生系统的设计直接影响电子枪的性能、发射能力以及电子束的轨迹,进而影响到整个电子束焊机的焊接性能。

钣金工艺中的激光加工技术

激光材料加工是高能束流加工技术的重要组成部分，已广泛用于材料的打孔、切割、成形、焊接及表面处理。主要综述了各种激光材料加工技术在钣金工艺中的应用情况。

焊接方法与设备之《高能密度焊》讲解

《焊接方法与设备》是金属材料专业(焊接技术方向)的专业核心课,高能密度焊是《焊接方法与设备》课程中非常重要且先进的焊接方法。本文从电子束焊、激光焊和等离子弧焊三种高能密度焊的不同及相同之处来进行对比讲解,匹配相关实验,以提高学生对课程的掌握程度。

钛合金与异种金属的高能束焊接研究现状

钛合金在航空航天、汽车、医疗等行业具有广阔的应用前景,但是由于完全使用钛合金,成本较大,而且单一钛合金结构有时候很难满足特殊零件的需要,所以将钛合金与异种金属进行焊接是充分利用材料性能和节省成本的发展趋势。由于焊缝深宽比大、接头性能优良等优点,钛合金和异种金属的高能束焊接成为近年来研究的热点。文中着重对钛合金与异种材料的电子束焊接、激光焊方面的研究现状进行了分析,对在研究中存在的问题和解决方法进行了总结,并展望了未来发展趋势。

低密度铌合金与铌铪合金电子束焊接性能分析

低密度铌合金与铌铪合金由于物理性能差异性较大,采用常规电子束方法焊接时,易产生焊接缺陷。为进一步探究低密度铌合金与铌铪合金焊接的可行性,通过数值模拟与工艺试验两种方法对其焊接接头的性能进行了系统研究。首先建立了异种材料有限元模型,对接头的温度场规律进行了分析;然后,采用真空电子束焊接的方法进行试验研究,从宏观形貌、力学性能、微观组织及元素分布等方面分析了接头性能。结果表明:采用电子束偏置铌铪侧焊接的方式,可获得无裂纹、无气孔,具有良好拉伸强度的低密度铌合金与铌铪合金接头。

Non-Fourier Heat Conduction Effects During High-Energy Beam Metalworking

Non-Fourier heat conduction induced by ultrafast heating of metals with a high-energy density beam was analyzed. The non-Fourier effects during high heat flux heating were illustrated by comparing the transient temperature response to different heat flux and material relaxation times. Based on the hyperbolic heat conduction equation for the non-Fourier heat conduction law, the equation was solved using a hybrid method combining an analytical solution and numerical inversion of the Laplace transforms for a semi- infinite body with the heat flux boundary. Analysis of the temperature response and distribution led to a crite- rion for the applicability of the non-Fourier heat conduction law. The results show that at a relatively large heat flux, such as greater than 108 W/cm2, the heat-affected zone in the metal material experiences a strong thermal shock as the non-Fourier effects cause a large step increase in the surface temperature. The results provide a method for analyzing transient heat conduction problems using a high-energy density beam, such as electron beam deep penetration welding.

低密度铌合金焊接接头组织与性能的研究

采用真空电子束焊接方法,研究了低密度铌合金(LDNb)自身焊、与高强铌合金(Nb521)、高温钛合金(TC4)等合金的焊接接头组织与性能。结果表明,采取电子束流偏向高熔点合金一侧的焊接方式,针对不同合金,调整相应电流、焊接速度、偏移距离等参数,得到的焊接接头成形良好,抗拉强度优异。LDNb自身焊、与Nb521及与TC4合金焊接接头塑性均与基材保持一致;1100℃下,与Nb521合金焊接接头强度可达75.3MPa,基本与基材持平。