TC4钛合金电子束焊接工艺技术研究

研究了厚板钛合金电子束焊接工艺及变形,分析了不同热处理工艺对焊接接头的拉伸性能和冲击性能的影响。试验结果表明,焊缝的横向变形量比纵向变形量大,横向变形为0.4-0.6mm,纵向变形为0.1-0.5mm。不同热处理条件对焊接接头的拉伸性能和冲击性能存在一定的影响。采用热处理工艺2的焊接接头抗拉强度、屈服强度略高于热处理工艺1,而其断面收缩率、延伸率和冲击功均低于热处理工艺1。

电子束局部热处理对TC4合金接头疲劳性能影响

通过低周轴向应变疲劳试验,研究了电子束局部热处理对TC4钛合金接头疲劳性能的影响。结果表明,电子束局部热处理TC4钛合金接头在疲劳过程中存在一定的软化行为;在一定的载荷条件下,与焊后未热处理状态相比,经过电子束局部热处理后,TC4钛合金电子束焊接接头的疲劳寿命可以提高30%以上。

多次热处理对TA15钛合金电子束焊接头组织和性能的影响

通过对TA15钛合金薄板电子束焊接头进行多次热处理试验研究,分析了不同热处理制度对接头组织和性能的影响。结果表明,多次热处理工艺对钛合金板材电子束焊接头抗拉强度和屈服强度影响不大,断后伸长率和断面收缩率稍微有些下降。对母材、热影响区、焊缝的微观组织影响不大。

热处理对TA15钛合金电子束焊接接头力学性能和微观组织的影响

TA15钛合金电子束焊接接头脆性较大,疲劳性能较差。为了解决这些问题,研究了退火热处理对TA15钛合金焊接接头力学性能和组织的影响。结果表明,热处理可以在不影响接头强度的情况下改善接头的塑性,提高接头的疲劳性能。电子束焊接接头经过650℃+2h退火处理后抗拉强度和截面收缩率都达到了最佳状态。

热处理工艺对TC18电子束焊焊接接头力学性能的影响

采用普通退火、去应力退火、双重退火3种焊后热处理工艺对TC18钛合金电子束焊接接头进行焊后热处理,分别检测母材、接头的拉伸、冲击等力学性能,试验结果表明,采用双重热处理工艺的TC18母材与电子束焊接接头,具有较好的抗拉强度、屈服强度、冲击韧度。对于采用双重热处理工艺的TC18电子束焊接接头,进行疲劳寿命检测,发现经双重热处理后的TC18钛合金电子束焊接接头有较好的高周疲劳性能,在应力比为0.1的拉-拉耐疲劳试验中,经过1000万次循环试验后,焊接接头的疲劳极限为490MPa。

镍基高温合金K403的脉冲激光熔覆涂层应用研究

为了对现服役的的K403高温合金渗铝叶片的失效区进行性能恢复,采用YAG固体脉冲多功能激光加工器在涡轮叶片K403基体上进行了激光熔覆实验,研究热处理对基体显微组织和对熔覆层的影响,不同激光熔覆参数(电流、脉宽、频率)条件下寻求适合对K403进行激光熔覆修复的粉末,熔覆之后显微组织和性能以及显微硬度的变化。实验采用金相显微镜、扫描电子显微镜对微观组织加以分析,用显微硬度计进行试样的硬度检测。结果表明:基体经过热处理其组织出现了细小析出物,适合对K403进行激光熔覆的粉末为WKD-1、WKD-11、WKD-2、WKD-22。熔覆时裂纹大多由基体一侧延伸到熔覆层中,最佳熔覆工艺参数为电流100A、脉宽8.0ms、频率12Hz,没有明显的裂纹和气孔,显微硬度可明显提高到Hv528。

压力容器表面激光快速深雕刻技术研究

介绍了利用激光在压力容器表面进行快速深雕刻技术。此激光雕刻系统由脉冲固体激光器、运动机构、光学传输系统构成,能够实现在弧形压力容器表面进行相关信息的雕刻。分析了影响雕刻质量和雕刻速度的主要因素,获得了雕刻的最佳工艺参数。实现了雕刻速度30mm/s时,雕刻字符深度大于0.4 mm,宽度大于1 mm的技术指标,适合工业批量化生产应用。

激光冲击处理1Cr11Ni2W2MoV不锈钢

对1Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢进行了激光冲击处理(LSP)的基础性研究。激光器最大输出能量为50J,激光功率密度3.7～7.5GW/cm2。吸收层和约束层分别选取Al箔和均匀流水层,激光束采用倾斜入射方式,实验对单光斑试样、搭接光斑试样、疲劳试样分别进行冲击。通过表面形貌、显微硬度和残余应力等检测,验证了激光功率密度对冲击区性能的影响。三组疲劳试件进行对比表明,先冲击后打孔试件的疲劳性能最好,其表面高幅值的残余压应力层能很好地抑制疲劳裂纹的萌生和延长裂纹扩展的速率。实验证明激光冲击处理可以有效提高马氏体不锈钢的疲劳性能。

百纳秒脉宽Nd:YAG制孔激光器的研制

介绍了制孔用百纳秒级脉宽Nd∶YAG激光器的研制,具体分析了激光器的设计方案、激光光路布置及其主要特点,并对激光器技术指标进行了测试,主要技术参数为激光能量≥5.6 J,频率10 Hz,脉宽200～500 ns,脉冲列宽0.3～2.0 ms,达到了预期的设计效果。