生成相性质及其对TiAl合金/42CrMo钢钎焊接头力学性能影响

在钎焊温度1123～1273K，保温时间120—1500s参数范围内对TiAl合金与42CrMo钢进行了真空扩散钎焊．用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对界面组织进行了分析，用图像分析软件工具测量了反应层厚度；采用纳米压痕仪和显微硬度仪对TiAl合金／42CrMo钢钎焊接头的两种母材和接头界面反应相进行了硬度测试，对结果进行了对比，为了确定接头的薄弱环节，进行了扫描电镜原位观察下的接头拉伸试验．结果表明，AlCuTi，Ti3Al，AlCu2Ti和TiC的硬度较高，而银的固溶体硬度较低；纳米压痕的硬度结果比显微硬度值略高；扫描电镜下的原位拉伸试验结果表明，Al—Cu—Ti系反应层在受外力作用下容易发生脆性断裂，为接头的薄弱环节．

激光焊接封装的光纤光栅智能悬臂梁

针对光纤光栅在封装过程中容易遭受高温和热应力等破坏,采用激光焊接技术将镀镍金属化后的光纤光栅封装在316不锈钢表面。为了解决光纤光栅温度与应变的交叉敏感问题,基于参考光栅法的温度补偿原理制成了一种智能悬臂梁,实现了对温度和应变的同时测量。试验表明：光纤光栅两侧与不锈钢结合良好,激光焊接过程中光纤表面镀层未被损坏;焊接封装的光栅在23-47℃温度范围内进行了温度传感分析,温度灵敏度为22.15 pm/℃,较裸光栅提高了1.34倍。在恒定室温环境下和变温环境下,对焊接封装的光栅进行了应变传感试验,光纤光栅中心波长与应变成均线性变化关系,应变灵敏度分别为-2.24 pm/g和-2.27 pm/g。该智能悬臂梁有较高的测量精度,可用于工业生产中对温度和应变的实时监测。

钛及钛合金钎焊特点及现状

介绍了钛及钛合金钎焊的特点、钎焊性及常用钎焊料;总结了钛合金钎焊接头组织性能随钎焊工艺参数的演化;指出了钛及钛合金钎焊存在的问题,并对钛合金钎焊进行了展望评述。

TIG堆焊技术研究进展

介绍了钨极氩弧焊(TIG)堆焊的工艺原理、特点;对比了TIG堆焊与手工电弧堆焊、火焰堆焊、等离子弧堆焊、激光堆焊、摩擦堆焊等其他堆焊方法;TIG堆焊具有保护效果好、电弧稳定、飞溅少、容易获得优质,可靠焊接质量的优点。总结了TIG堆焊在金属零部件制造、修复和改性中的应用;指出了TIG堆焊中存在的问题和发展方向。

化学镀Ni-Zn-PFBG及其温度传感特性

通过化学镀和电镀的方法使光纤布拉格光栅金属化，可对光纤光栅进行保护、增敏，使其具有可焊性，进而可通过焊接嵌入金属或封装在表面监测工作状态。采用化学镀Ni-Zn-P方法对光纤布拉格光栅进行了金属化，通过体视显微镜和金相显微镜观察Ni-Zn-P镀层；对化学镀后的光纤光栅进行了30～70℃温度传感试验，分析了传感特性。结果表明：化学镀后的光纤与镀层结合良好，具有导电性可以进一步电镀；化学镀光栅与裸光栅相比温度传感灵敏度提升1．1倍，存在迟滞误差，随静置时间的推移灵敏度不变，迟滞误差减小。残余应力是产生迟滞误差的主要原因，分析讨论了残余应力的来源和残余应力对金属化光栅中心波长的影响。

金属化光纤光栅高温失效及其光谱特性

光纤光栅（FBG）作为温度传感器在智能结构领域得到广泛关注，然而将其埋入金属基体的方法大多是焊接方法。由于焊接过程经历高温，对FBG传感特性将产生一定不良影响。为提高FBG在高温工况下的应用，采用化学镀结合电镀的方法，对FBG进行了镀铜、镀镍金属化试验。采用高温加热炉对金属化FBG进行了短时间高温失效试验，分析了300—900oC区间内金属化FBG的温度灵敏度、光谱特性以及功率衰减规律。结果表明：在300—800℃温度区间，镀铜、镀镍的FBG以及裸光栅的平均温度灵敏度分别为15．35pm／℃、16．34pm／℃、16．1pm／℃；金属化FBG的失效温度约为900℃，与裸光栅相比提高了约100℃；获得了金属化FBG失效过程的光谱及反射峰功率衰减情况。

TC4钛合金感应加热钎焊有限元分析

利用ANSYS有限元模拟软件,建立了TC4钛合金感应加热钎焊数值分析模型。建模时,充分考虑了感应电流的集肤效应及磁场的边缘效应。计算中,考虑了材料的非线性,运用了APDL参数化设计语言,利用多步嵌套循环实现磁-热耦合,最终得到了相应的电磁场、温度场分布情况。从模拟结果可知,磁力线随焊件与感应线圈间距增大变稀疏;焊件最高温度出现在焊件侧表面附近,最低温度出现在焊件上表面;焊件侧表面升温速率(加热速度)逐渐减小,焊件上表面升温速率先增加后减小,最终焊件各处升温速率将趋于相等。上述模拟结果将对TC4钛合金感应加热钎焊试验过程提供可靠理论依据。

镀镍过程对光纤Bragg光栅中心波长及传感特性的影响

光纤Bragg光栅（FBG）作为传感及信息传输器件，嵌入到金属中可获得光纤智能材料或结构。为了对FBG进行适当的增敏和保护封装，以化学镀加电镀的方法实现了FBG的有效封装，讨论了金属化过程中FBG中心波长漂移情况及金属化前后FBG反射谱变化情况，并对金属化后的FBG在外界温度为30℃～80℃进行了温度传感试验。结果表明：FBG在电镀镍过程中受到粒子沉积压应力作用，其中心波长减小，且减小速率先快后慢；镀镍层厚度为1．3mm和1．0mm的FBG的温度灵敏度分别为19．11pm/℃和18．4pm／℃。

控制气氛下的AgCuTi/TiAl润湿铺展动力学

采用热台原位加热法系统研究了不同保护气体流量对润湿铺展过程、润湿铺展最大半径、润湿铺展动力学以及界面组织结构的影响.保护气体为氩气,保护气体流量分别为5,10,15 m L/s;加热曲线设定最高温度为1 273K,保温时间120 s;采用扫描电镜、能谱分析、光学显微镜等分析了界面组织结构.结果表明,保护气体流量为15m L/s时,润湿铺展等效半径最大,原始半径0.9 mm的钎料铺展半径达到约1.4 mm.各种保护条件下,Ag Cu Ti/Ti Al体系的润湿铺展动力学过程相似,铺展半径与时间之间呈n次幂关系,即rn^kt;润湿铺展中钎料熔敷/Ti Al的界面结构为:残余钎料的富银相/Al Cu Ti三元相层(Al Cu2Ti,Al Cu Ti,Ti3Al)/Ti Al母材,保护条件对其影响不大.

基于光纤光栅传感的化学镀膜过程本征应力监测

为了研究化学镀膜过程中本征应力的演变过程,建立了基于光纤光栅传感的本征应力计算模型,提出了一种监测化学镀膜过程本征应力演变的方法.通过记录光纤光栅中心波长的偏移量,结合裸光栅进行补偿,实现了在线监测化学镀膜过程产生的本征应力.使用光纤光栅传感器对化学镀Cu过程中本征应力进行监测.结果表明:在化学镀Cu过程中,光纤光栅中心波长蓝移,本征应力表现为压应力,且本征应力随时间的增加而增大;监测光栅的压力灵敏度为4.10 pm/MPa,监测准确度可达到0.24 Mpa.

铝/钢异种材料激光焊接现状与展望

介绍了激光焊接在铝钢异种合金焊接的优点,分析了铝钢异种合金激光的焊接性及存在的主要问题,就铝钢异种合金激光焊接的金属间化合物、焊接稳定性、接头缺陷等关键问题进行了系统地讨论,以及国内外对上述问题的研究进展;指出了铝钢激光焊仍存在的问题并进行了展望。

温度对AgCu/光滑TC4体系润湿铺展动力学的影响

研究了试验温度对AgCu/光滑TC4钛合金体系的润湿铺展动力学的影响,实验过程采用座滴法,全程高纯氩气保护。结果表明,试验温度的升高明显促进了AgCu/光滑TC4体系的润湿性和界面反应。当试验温度为1103和1133 K时,AgCu钎料在TC4基板上的润湿铺展过程相似,整个润湿铺展过程大致可分为4个阶段:初始阶段,快速铺展阶段,缓慢铺展阶段和渐进平衡阶段。当试验体系温度为1213 K,化学反应更为强烈,AgCu钎料在TC4基板上的润湿铺展速度明显地加快,整个润湿铺展过程缩短至3个阶段:初始阶段,快速铺展阶段和渐进平衡阶段。试验温度为1103和1133 K时,钎料熔敷/母材的界面结构均为残余的富银相/Ti_3Cu_4/富钛相+Ti_2Cu/TC4基板;当试验温度为1213 K时,其界面结构转变为残余的富银相/Ti_3Cu_4/Ti_2Cu/富钛相+Ti_2Cu/TC4基板。且随着温度的升高,各个界面反应层的厚度均增加,残余的富银相厚度减小。AgCu钎料在光滑TC4基板上的润湿铺展动力学遵循Rn^t模型,试验温度不同,n值有所变化。