基于正交试验的Invar36合金铣削切削参数优化

为了研究采用硬质合金刀具加工Invar36合金时切削参数对零件加工表面质量的影响,本文采用正交试验法,设计了以径向切深、主轴转速、每齿进给速度作为主要因素的3因素3水平正交试验表,并通过极差分析法得到影响表面质量的切削参数最优组合和本试验方案的最优水平,最后采用了方差分析法和F-检验分析切削参数影响表面粗糙度的显著关系,并验证了进给速度的变化对零件的表面粗糙度有显著影响。

Invar36合金中厚板K-TIG焊接头组织及性能分析

Invar36合金具有与航空复合材料相近的低膨胀系数,是制备航空复合材料模具的首选材料,涉及材料厚度多介于10~20mm,采用传统MIG多层多道焊工艺存在焊接效率低、使用成本高及成品率低等问题。鉴于此,选用厚度为10mm和19mm厚Invar36合金,采用K-TIG焊和摆动MIG焊工艺进行了试验研究。焊缝组织及接头性能分析表明,10mm和19mm厚Invar36合金焊缝各区域均未发生相变,热影响区为粗大的奥氏体等轴晶,焊缝为奥氏体柱状晶。10mm厚Invar36合金K-TIG接头热影响区晶粒尺寸为178μm;19mm厚Invar36合金K-TIG侧和摆动MIG侧的热影响区晶粒尺寸分别为150,131μm。10mm和19mm厚Invar36合金接头抗拉强度分别为427,452MPa,延伸率分别为31%和36%。

真空退火对Invar36合金K-TIG焊接接头组织和性能的影响

采用K-TIG工艺焊接了10mm厚的Invar36合金板,随后分别进行了600℃保温2h炉冷、850℃保温1.5h炉冷和1000℃保温1h炉冷的真空退火。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、残余应力测钻仪、万能拉伸试验机及显微维氏硬度计等检测了经过和未经过真空退火的焊接接头的显微组织、力学性能、硬度分布和残余应力,并检验了拉伸试验后试样的断口形貌。结果表明:经过和未经过真空退火的焊接接头显微组织没有明显差异,随着退火温度的提高,晶粒明显长大,组织更均匀致密;真空退火和未退火接头的拉伸试样拉伸试验时均断裂在热影响区,为韧性断裂;真空退火的焊接接头的残余应力、屈服强度、抗拉强度和硬度均显著降低,断后伸长率提高。

Invar36合金激光焊接Ansys仿真

【摘要】本文对Invar36合金激光焊接过程进行了ansys仿真，验证了激光焊接具有高功率密度，较小的热影响区，较大的焊接深度，较窄的焊缝等优势，能够实现低应力及低变形焊接。

Invar 36合金搅拌摩擦焊焊缝的低温韧性

为了研究Invar36合金搅拌摩擦焊焊缝的低温韧性,采用小冲杆试验方法(small punch test)对焊接速度2 mm/s,搅拌头旋转频率200～1 000 r/min的Invar36合金焊缝进行低温(77 K)和室温(298 K)韧性测试.298 K下,所有焊接工艺的焊缝小冲杆试验能均高于母材,焊缝韧性随搅拌头旋转频率的提高而降低.77 K下,搅拌头旋转频率小于等于400 r/min的焊缝的低温韧性明显优于母材.所有焊缝在77 K下的小冲杆试验能均高于298 K下的结果,未发生脆性转变.结果表明,Invar合金搅拌摩擦焊焊缝具有优异的低温韧性,但随着搅拌头旋转频率的提高,焊接热输入增加使焊缝组织粗化,从而导致焊缝韧性降低.

激光加工工艺参数对Invar 36合金表面微织构质量的影响

目的提高微织构的加工效率和加工质量,为改善Invar 36合金的表面性能及微织构加工工艺参数提供理论依据。方法为了保证该研究的合理性和可行性,采用光纤激光加工技术并结合正交试验法研究了激光功率,激光频率,激光扫描速度和扫描次数4种不同加工参数对微织构凹槽表面形貌结构尺寸及加工质量的影响,并通过摩擦学试验方法测试了其对应的摩擦学性能。最后,通过三维形貌测试仪和扫描电子显微镜对微织构加工结果进行测量表征。结果微织构凹槽的加工质量与激光扫描次数和扫描速度的关系更大,随着激光扫描次数的增加,微织构的深度明显增加,但是其宽度逐渐减少。当扫描次数在5~15次时,随着扫描次数的增加,微织构表面及边缘熔融物不规则凸起逐渐平整。激光扫描速度与微织构凹槽的宽度成正比,但是与微织构凹槽的深度及边缘不规则凸起的高度成反比关系。此外,当激光扫描次数为15次,激光扫描速率为400~500μm/s时,加工的微织构表面粗糙度更低,且根据摩擦试验结果,发现该条件下加工的微织构摩擦副的减摩耐磨效果更佳。结论激光扫描次数和激光扫描速度是影响凹槽型微织构加工质量和表面性能的关键因素,试验结果表明在适当的激光加工工艺参数下(P=0.04 W,f=20 kHz,v=500μm/s,n=15)微织构凹槽具有较高的加工质量,从而有效改善Invar 36合金的摩擦学性能,对未来进一步提高Invar 36合金的表面性能及加工质量具有一定的指导意义。

LNG船用薄板Invar36激光搭接焊工艺参量优化

为了解决殷瓦合金焊接中易出现的焊接缺陷问题,研究了液化天然气(LNG)船用薄板殷瓦合金搭接焊(上下板厚度均为1.5mm)工艺参量。通过设计制造气体保护盒,采用数值仿真分析和正交试验的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了殷瓦合金搭接焊最优工艺参量。结果表明,气孔缺陷在完全保护气下得到有效抑制,殷瓦合金搭接焊的最优工艺参量为激光功率3.4kW、焊接速率1.3m/min、离焦量+20mm、激光入射角5°、激光光斑能量分布2∶1;在此最优工艺参量下,焊缝表面呈银白色,无气孔等缺陷,焊缝处硬度小于母材但大于热影响区,拉伸强度为417.16MPa,达到母材的94.8%,且仿真结果与试验结果误差较小,证明了本文中所建立的仿真模型的可靠性。这一结果对殷瓦合金激光搭接焊工艺参量数据库搭建是有帮助的。

Invar36铁镍合金厚板热压成形框架模具的数值模拟与验证

为解决Invar36铁镍合金复材工装模板成形效果差的问题,通过高温压缩实验,研究了Invar36铁镍合金的高温热变形行为,采用刚塑性有限元法,利用高温压缩实验所得到的材料参数,建立了Invar36铁镍合金厚板热压成形框架模具有限元模型,通过有限元仿真分析研究了不同横纵筋条间距对零件成形效果的影响,并总结了框架式热压模具成形时零件的变形特点。结果表明:在上下模无筋条支撑的区域中,由于零件脊线部位的曲率变化最大、变形量最大,而又无型面支撑,成形效果最差。因此,提出了在零件的脊线部位增加支撑筋条的方案,改进框架式热压模具的结构,并通过热压成形实验,验证了改进的热压模具结构的有效性。