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基于深度学习的双相不锈钢应力-应变场预测模型
1
作者 邓彩艳 丁汉星 +2 位作者 马艳文 刘永 龚宝明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期25-30,共6页
通过人工智能技术深度解析金属材料多尺度构效关系,构建基于深度学习的成分-工艺-性能高通量逆向设计范式,在材料研发的过程中具有重要作用.本研究提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的端到端深度学习模型,用于研究双相不锈钢微观组... 通过人工智能技术深度解析金属材料多尺度构效关系,构建基于深度学习的成分-工艺-性能高通量逆向设计范式,在材料研发的过程中具有重要作用.本研究提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的端到端深度学习模型,用于研究双相不锈钢微观组织与力学性能之间的关系.该模型结合了博弈论思想,通过整合双相不锈钢微观组织图像及仪器化压痕试验获取的相组织力学性能数据,实现了微观组织-性能关系的直接预测.模型数据库通过基于微观组织的有限元模拟方法构建,确保了训练数据的高保真性.结果表明,该模型能够直接从双相不锈钢的微观组织预测应力-应变场,其预测结果与有限元模拟和实验数据高度吻合. 展开更多
关键词 双相不锈钢 纳米压痕 条件生成对抗网络 微观组织 应力-应变场
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TA5钛合金激光与电子束焊接组织及性能对比研究 被引量：2
2
作者 雷小伟 廖志谦 +7 位作者 吕逸帆 高福洋 刘希林 吴浩然 李渤渤 马照伟 郝健 袁飞 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期153-158,共6页
采用10 mm厚TA5钛合金,进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明,激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头,电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型,但焊缝背部成型激光焊接更... 采用10 mm厚TA5钛合金,进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明,激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头,电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型,但焊缝背部成型激光焊接更优。两种工艺均实现了深宽比>2∶1的高能束形貌焊缝截面,电子束深宽比更大。激光焊焊缝区形貌为典型的“束腰”形,而电子束焊缝区为典型的“I”形貌。通过ABAQUS仿真,印证了两种焊接方法焊缝截面形态的差异。两种焊缝区柱状晶区明显,各原始β柱状晶区为典型的的竞争生长模式,焊缝区主要为典型α型钛合金焊缝形貌,即锯齿状α混合点状β。两种工艺焊接焊缝的射线检测和渗透检测均满足无损检测标准要求。激光焊接和电子束焊接头强度分别达到800、700 MPa以上,两种工艺弯曲测试能够满足标准。硬度检测显示,焊缝区硬度略有升高,但完全能够满足钛合金焊接接头硬度变化范围的标准要求。 展开更多
关键词 TA5钛合金 激光焊接 电子束焊接
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CHP30压铸铝合金异种接头调制激光焊缝强塑性研究
3
作者 张禄中 陈夏明 +3 位作者 宋佳 周小军 李峻 张海 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期177-182,共6页
对CHP30(高压压铸铝合金)与6D10(变形铝合金)异种激光焊接中气孔率高、元素偏析及接头强塑性不足的问题进行了试验研究,并对连续和调制激光焊接工艺的焊缝缺陷、组织与性能影响进行了分析。试验结果表明,调制激光工艺利用动态热输入,可... 对CHP30(高压压铸铝合金)与6D10(变形铝合金)异种激光焊接中气孔率高、元素偏析及接头强塑性不足的问题进行了试验研究,并对连续和调制激光焊接工艺的焊缝缺陷、组织与性能影响进行了分析。试验结果表明,调制激光工艺利用动态热输入,可导致熔池产生周期性振荡。气孔率从3.19%降至0.91%,二次枝晶臂间距由11.0μm细化至6.8μm,等轴晶区宽度扩展了86%,达到1 200μm。在极低的气孔率和等轴晶区宽度大幅提升的作用下,调制激光接头抗拉强度为254 MPa,可达母材的95.1%,断后伸长率为4.7%。这相比于连续激光接头分别提高了30.3%和262%。 展开更多
关键词 激光焊接 调制激光 高压压铸铝合金 力学性能 显微组织
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CNT-AgCuTi复合中间层辅助SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料与蓝宝石钎焊机理
4
作者 常青 丁畅 +3 位作者 孙湛 张博 阿合那尔·对山 张丽霞 《焊接学报》 北大核心 2025年第11期20-27,共8页
针对SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料与蓝宝石活性钎焊接头界面脆性化合物多,接头残余应力大易开裂的问题,设计并制备了CNT-AgCuTi复合中间层辅助钎焊.结果表明,钎焊过程中CNT与Ti元素发生原位反应,有效抑制了团聚的TiCu脆性相生成,在钎缝中... 针对SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料与蓝宝石活性钎焊接头界面脆性化合物多,接头残余应力大易开裂的问题,设计并制备了CNT-AgCuTi复合中间层辅助钎焊.结果表明,钎焊过程中CNT与Ti元素发生原位反应,有效抑制了团聚的TiCu脆性相生成,在钎缝中形成大面积的Ag(s, s)+TiC组织以及少量的TiCu_(4)相,SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料与蓝宝石界面形成连续致密的反应层,并且在两种母材界面附近形成塑韧性较好的Ag-Cu共晶组织,有利于缓解接头残余应力.在880℃/10 min的工艺参数下,采用质量比为10∶4的CNT-AgCuTi复合中间层辅助钎焊SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料与蓝宝石,接头抗剪强度从3 MPa提升至26 MPa.该方法可为其它活性钎焊体系调控界面组织及改善接头性能提供试验依据和理论基础. 展开更多
关键词 SiO_(2f)/SiO_(2)复合材料 蓝宝石 钎焊 显微组织
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基于激光熔覆机器人的复杂曲面路径规划与实现
5
作者 宋玉杰 吴意发 +1 位作者 祖海英 陈文启 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期335-346,共12页
目前激光熔覆技术可用于简单平面零件局部损伤表面的修复,但针对复杂曲面零件的激光熔覆修复还存在许多问题。为实现激光熔覆再制造技术在复杂曲面上的应用,结合逆向工程和机器人技术,开展复杂曲面激光熔覆路径的生成研究。基于逆向工程... 目前激光熔覆技术可用于简单平面零件局部损伤表面的修复,但针对复杂曲面零件的激光熔覆修复还存在许多问题。为实现激光熔覆再制造技术在复杂曲面上的应用,结合逆向工程和机器人技术,开展复杂曲面激光熔覆路径的生成研究。基于逆向工程,以螺杆泵转子的螺旋曲面作为研究对象,利用等距平行平面组与试件表面求交得到熔覆路径,针对传统等弓高误差法在曲率变化较大场合的局限性,提出一种曲线离散方法离散熔覆路径,完成路径平滑过渡处理。通过机器人正逆运动学分析验证和运动链的解耦分析,完成激光熔覆机器人轨迹规划;在机器人离线编程软件PQart中搭建机器人激光熔覆仿真平台,进行仿真模拟。选取合适材料与工艺参数,开展复杂曲面机器人激光熔覆试验。结果表明:该方法下的激光熔覆加工路径与曲面轮廓的最大弓高误差在设定目标值范围内,熔覆曲面表面平滑,波纹度小,在曲率变化较大部位搭接良好,整体成型质量较好。研究实现了复杂曲面零件的路径规划,并验证了其合理性与有效性,可为激光熔覆技术在复杂曲面零件上的修复提供参考。 展开更多
关键词 逆向工程 机器人 复杂曲面 路径规划 激光熔覆
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焊接速度对X80管线钢激光-电弧复合焊接头性能的影响
6
作者 任志国 夏明生 +3 位作者 刘立学 杨玉厚 彭云 赵琳 《河北冶金》 2025年第9期79-85,96,共8页
采用激光-电弧复合焊的方法对18.4 mm厚X80管线钢进行了双面焊接,分析了不同焊接速度对焊接接头性能的影响。结果表明,焊缝区显微组织主要为针状铁素体、贝氏体和少量先共析铁素体,粗晶区显微组织主要为板条贝氏体和粒状贝氏体。随着焊... 采用激光-电弧复合焊的方法对18.4 mm厚X80管线钢进行了双面焊接,分析了不同焊接速度对焊接接头性能的影响。结果表明,焊缝区显微组织主要为针状铁素体、贝氏体和少量先共析铁素体,粗晶区显微组织主要为板条贝氏体和粒状贝氏体。随着焊接速度增大,焊缝区针状铁素体和板条贝氏体比例增加;粗晶区晶粒尺寸减小,粒状贝氏体比例减少,板条贝氏体比例增加;焊接热输入减少,热影响区硬度增大,焊缝区硬度无明显变化,拉伸试验均断裂于母材;焊缝区韧性增高,当焊接速度1.4 m/min时,焊接接头呈良好的强韧性。这主要是由于较高的焊接速度导致热输入降低,冷却速率加快,从而抑制了粗晶区晶粒长大,促进更多细小的板条贝氏体和针状铁素体形成,有效细化组织并提高韧性。此外,热影响区硬度的提升也与组织细化和高硬度贝氏体含量增加密切相关,而焊缝区组织组成的相对稳定则保证了其硬度的一致性。最优焊接速度1.4 m/min在保证熔透的前提下实现了热输入与冷却速率的良好平衡,获得了综合性能最佳的焊接接头。 展开更多
关键词 焊接速度 X80管线钢 激光-电弧复合焊 显微组织 韧性
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爆炸焊接边界效应的力学-能量原理及其几个典型应用实例
7
作者 方文伟 方景林 郑远谋 《理化检验(物理分册)》 2026年第1期30-33,共4页
探讨了爆炸焊接边界效应背后复杂的力学-能量成因,系统阐述了力学-能量原理。在该原理的指导下,明确了复合板伸长变形的原因,解决了大块复合板两次爆炸焊接时基板中间位置出现强烈硬化与开裂的技术难题,使这一力学-能量原理得到了充分... 探讨了爆炸焊接边界效应背后复杂的力学-能量成因,系统阐述了力学-能量原理。在该原理的指导下,明确了复合板伸长变形的原因,解决了大块复合板两次爆炸焊接时基板中间位置出现强烈硬化与开裂的技术难题,使这一力学-能量原理得到了充分论证和巧妙应用。理论分析与实践结果均证实了该原理的正确性,值得在生产实践中灵活运用。 展开更多
关键词 爆炸焊接 边界效应 力学-能量原理 应用实例
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镁合金调制振荡激光焊接及温度场仿真研究 被引量：1
8
作者 张明军 段维 +4 位作者 王锐 王海龙 郭靖 李河清 庞小兵 《激光技术》 北大核心 2025年第3期376-382,共7页
为了改善镁合金焊接过程中的热效率并减少焊缝表面成形缺陷,采用一种功率调制振荡激光焊接技术,对厚度为5 mm的AZ31B镁合金进行了对接焊接,分析了焊缝的表面成形、显微组织和力学性能等方面的结果,并对焊接温度场进行了数值模拟仿真分... 为了改善镁合金焊接过程中的热效率并减少焊缝表面成形缺陷,采用一种功率调制振荡激光焊接技术,对厚度为5 mm的AZ31B镁合金进行了对接焊接,分析了焊缝的表面成形、显微组织和力学性能等方面的结果,并对焊接温度场进行了数值模拟仿真分析。结果表明,功率调制振荡激光焊接相比常规激光焊接能显著减少焊接缺陷,增加熔宽并提升能量耦合效率;焊缝中心晶粒细化,β强化相增多,力学性能提升,抗拉强度和伸长率分别达到母材的96.1%和58.7%;焊缝中心温度降低约500 K,热量分布更均匀,熔池温度梯度减小。此研究结果在提升镁合金接头性能、载运工具轻量化以及节能减排方面具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 激光技术 镁合金 激光焊接 显微组织 力学性能 温度场仿真
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中间层对铝/镁搅拌摩擦焊界面组织与性能的影响 被引量：1
9
作者 陈书锦 何亚斌 +2 位作者 徐洋 田雄文 赵浩钰 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期46-54,共9页
采用Ag箔和Zn箔作为中间层,对2 mm厚5052铝合金和AZ31镁合金进行对接焊接,分析了不同中间层对接头界面IMCs厚度、分布和类型的影响规律.结果表明,不加中间层的接头界面IMCs厚度为3.52μm,主要为Al_(3)Mg_(2)和Al_(12)Mg_(17),且沿板厚... 采用Ag箔和Zn箔作为中间层,对2 mm厚5052铝合金和AZ31镁合金进行对接焊接,分析了不同中间层对接头界面IMCs厚度、分布和类型的影响规律.结果表明,不加中间层的接头界面IMCs厚度为3.52μm,主要为Al_(3)Mg_(2)和Al_(12)Mg_(17),且沿板厚方向在界面处连续分布;接头在带状区域发生断裂,抗拉强度和断后伸长率分别为175 MPa和2.75%,呈现脆性断裂特征.与纯Al/Mg接头相对比,加入Ag中间层接头界面IMCs厚度、分布和类型都发生了改变,IMCs厚度减小到2.38μm,界面上的Al_(3)Mg_(2)和Al_(12)Mg_(17)转变为不连续分布,同时生成了Ag_(2)Al和Mg_(3)Ag,接头抗拉强度和断后伸长率达到最高,分别为190 MPa和5.13%,呈韧性断裂特征.加入Zn中间层的接头界面IMCs厚度为3.09μm,在界面上并未生成含Zn类IMCs,抗拉强度和断后伸长率均低于不加中间层和加入Ag中间层的接头,仅为161 MPa和1.45%. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 铝/镁异种金属 Ag中间层 Zn中间层 金属间化合物
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激光熔覆CoCrFeNi高熵合金涂层性能与空蚀行为
10
作者 王勇刚 刘和剑 +4 位作者 王传洋 王磊 董逸君 职山杰 卢亚平 《焊接学报》 北大核心 2025年第12期59-67,共9页
针对304不锈钢显微硬度和抗空蚀性能差的问题,提出采用激光熔覆技术制备CoCrFeNi高熵合金涂层,在500℃下退火2 h,研究了涂层显微组织、硬度和残余应力及其对抗空蚀性能的影响,揭示高熵合金涂层的成形机理和空蚀损伤行为.结果表明,激光... 针对304不锈钢显微硬度和抗空蚀性能差的问题,提出采用激光熔覆技术制备CoCrFeNi高熵合金涂层,在500℃下退火2 h,研究了涂层显微组织、硬度和残余应力及其对抗空蚀性能的影响,揭示高熵合金涂层的成形机理和空蚀损伤行为.结果表明,激光熔覆高熵合金涂层为面心立方FCC单相固溶体结构,涂层整体质量优异,无明显的气孔和裂纹.顶部区域主要为等轴胞状晶,底部为柱状树枝晶,平均显微硬度为247.1 HV0.3,约为304不锈钢的1.4倍.涂层具有良好的热稳定性,退火后,涂层物相没有发生变化,枝晶组织发生轻微的生长,导致涂层产生轻微软化,但涂层表面残余拉应力被释放,与原始涂层相比,x和y方向上的残余应力σx和σy分别降低了67%和76%.304不锈钢和退火前后涂层的空蚀累积质量损失分别为13.86、6.38和5.94 mg,涂层的抗空蚀性能明显高于不锈钢,空蚀率为基体的44%.CoCrFeNi高熵合金涂层可以明显提升304不锈钢的抗空蚀性能,并且涂层经退火后,残余拉应力释放,导致空蚀疲劳裂纹扩展得到抑制,抗空蚀性能得到了进一步改善. 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金 退火处理 空蚀行为 微观组织
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Ni中间层对铜/钢电子束焊接头组织与界面行为的影响
11
作者 赵健 石磊 +4 位作者 陆煜 崔烺 谢会起 吕竹文 王英 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期126-132,共7页
针对铜/钢异种金属电子束焊接界面反应复杂、易产生渗透裂纹等问题,引入冷喷涂Ni中间层梯度过渡理念,研究了焊接热输入对焊缝特征区及两侧界面的显微组织、化学成分及元素扩散规律的影响。结果表明:焊缝区存在凝固裂纹,热影响区未见渗... 针对铜/钢异种金属电子束焊接界面反应复杂、易产生渗透裂纹等问题,引入冷喷涂Ni中间层梯度过渡理念,研究了焊接热输入对焊缝特征区及两侧界面的显微组织、化学成分及元素扩散规律的影响。结果表明:焊缝区存在凝固裂纹,热影响区未见渗透裂纹,说明冷喷涂Ni中间层起到阻隔熔池中Cu/Fe元素互扩散的作用。随着焊接热输入的逐渐降低,焊缝区上部组织的生长趋势由胞状晶逐渐向粗大柱状枝晶转变;焊缝区下部观察到垂直于熔池底部生长的树枝晶显著增加,枝晶附近发现大量(Cu,Ni)基等轴枝晶聚积。钢侧与焊缝界面的组织生长规律由无成分过冷时的平面晶→胞状树枝晶→焊缝中心位置附近的等轴晶,焊缝两侧界面均存在成分连续变化的熔合过渡区,该区域可有效解决结合界面的失效问题。焊缝区平均显微硬度约为141.8HV_(0.3),硬度较高的区域为富铁相析出物,硬度较低的区域为富铜相基体。 展开更多
关键词 电子束焊接 异种金属焊接 冷喷涂中间层 显微组织 元素扩散
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0.35 mm厚3003铝合金超薄板激光焊接工艺优化和接头组织性能
12
作者 陈淑花 孙艳怡 +2 位作者 冯少华 谢志雄 黄欣宜 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第9期202-211,219,共11页
对厚度为0.35 mm的3003铝合金超薄板进行光纤激光焊接,采用正交试验研究了不同焊接参数对接头微观组织及力学性能的影响。结果表明:激光功率是影响接头抗拉强度的主要因素,最优工艺参数为激光功率为380 W,扫描频率为75 Hz,焊接速度为160... 对厚度为0.35 mm的3003铝合金超薄板进行光纤激光焊接,采用正交试验研究了不同焊接参数对接头微观组织及力学性能的影响。结果表明:激光功率是影响接头抗拉强度的主要因素,最优工艺参数为激光功率为380 W,扫描频率为75 Hz,焊接速度为1600 mm/min;在最优工艺参数条件下,接头热影响区组织与母材类似,熔合区边缘由柱状晶和等轴晶组成,熔合区中心则由细小等轴晶组成,经透射电镜观察发现熔合区域内有大量弥散分布的细小第二相粒子Al_(6)(Fe,Mn);力学性能测试结果表明,焊接接头抗拉强度为131 MPa,达到母材60%,断后伸长率与母材接近,接头显微硬度呈“W”型对称分布,熔合区边缘硬度值最低,熔合区次之,母材最高,这主要与焊接热输入及接头柱状晶有关;断口分析结果表明,焊接接头断口表面分布较多的浅口韧窝,呈现出典型的韧性断裂特征。 展开更多
关键词 3003铝合金 激光焊 正交试验 显微组织 力学性能
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TC4钛合金摆动激光填丝焊接工艺对焊缝成形的影响及机理分析
13
作者 孙清洁 郭佳威 +4 位作者 许威 李军兆 张清华 曾宪山 刘一搏 《焊接学报》 北大核心 2025年第12期16-23,共8页
为探究钛合金摆动激光填丝焊对焊缝成形的影响规律及其机理,于TC4板材表面进行堆焊试验,并通过高速摄像观测焊接过程.结果表明,较常规激光,摆动激光在较大工艺窗口内对焊缝成形有明显改善作用,送丝速度、摆动幅度和摆动频率均可显著影... 为探究钛合金摆动激光填丝焊对焊缝成形的影响规律及其机理,于TC4板材表面进行堆焊试验,并通过高速摄像观测焊接过程.结果表明,较常规激光,摆动激光在较大工艺窗口内对焊缝成形有明显改善作用,送丝速度、摆动幅度和摆动频率均可显著影响焊缝横截面特征参量.根据高速摄像采集图像发现,常规激光条件下,熔滴倾向于大滴过渡,当激光摆动幅度为1 mm时,在摆动频率为80 Hz或160 Hz条件下熔滴以稳定的液桥过渡;当摆动幅度为2 mm时,熔滴以固-液混合颗粒过渡.分析认为,常规激光对焊丝的持续作用增大了熔滴的大滴过渡倾向,造成熔池剧烈波动,焊缝成形不均匀;摆动激光可搅动熔池,促进熔池与焊丝接触形成液桥,焊缝成形良好,但当摆动幅度过大时,激光无法快速熔化焊丝,焊丝从中部折断形成的固-液混合颗粒过渡至熔池后难以充分熔化铺展,造成焊缝锯齿形边缘. 展开更多
关键词 TC4钛合金 摆动激光填丝焊 焊缝成形 熔滴过渡行为 高速摄像
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Ti-22Al-25Nb合金电子束焊接头组织演变和高温拉伸性能
14
作者 王世清 张一 +4 位作者 温国栋 张强 亓钧雷 高旺 强伟 《焊接学报》 北大核心 2025年第8期37-44,54,共9页
为了研究Ti-22Al-25Nb合金电子束焊接头组织演变规律,采用数值模拟和试验相结合的方法,使用5 mm厚Ti-22Al-25Nb合金平板进行真空电子束焊接,在其他工艺参数不变的情况下,研究电子束流对焊接接头表面成形和宏观形貌的影响;利用光学显微... 为了研究Ti-22Al-25Nb合金电子束焊接头组织演变规律,采用数值模拟和试验相结合的方法,使用5 mm厚Ti-22Al-25Nb合金平板进行真空电子束焊接,在其他工艺参数不变的情况下,研究电子束流对焊接接头表面成形和宏观形貌的影响;利用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪观察焊接接头的显微组织及物相;同时,通过试验与模拟的焊缝形貌对比,验证模拟的准确性,并结合热循环曲线和相图分析焊接接头的显微组织及相变过程.结果表明,电子束流为10 mA时,获得晶粒尺寸较小、成形良好的焊接接头.在焊接热循环的作用下,焊缝和近热影响区的冷却速度极快,主要由B2相组成,在远热影响区发生了O(α_(2))相向B2相转变.焊接接头的高温拉伸强度约为639 MPa,断后伸长率约为2.5%,均低于母材的拉伸性能,焊接接头的断口形貌由解理台阶和河流状花样组成. 展开更多
关键词 TI-22AL-25NB合金 电子束焊 热循环曲线 显微组织 高温拉伸
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交变磁场对激光-电弧复合焊316L接头组织及腐蚀性能的影响
15
作者 温志刚 田雷 +2 位作者 沈楠楠 宋付成 檀财旺 《热加工工艺》 北大核心 2025年第7期157-162,共6页
以6 mm厚度316L不锈钢板为对象,开展了磁场辅助激光-电弧复合焊接研究。通过改变磁场强度,对比分析了焊后成形、截面形貌、焊缝组织和焊缝的腐蚀性能。结果表明,交变磁场的引入增大了激光-电弧复合焊的熔透能力,熔透状态由局部未熔透转... 以6 mm厚度316L不锈钢板为对象,开展了磁场辅助激光-电弧复合焊接研究。通过改变磁场强度,对比分析了焊后成形、截面形貌、焊缝组织和焊缝的腐蚀性能。结果表明,交变磁场的引入增大了激光-电弧复合焊的熔透能力,熔透状态由局部未熔透转变为熔透良好。此外,焊缝组织明显均匀化,一方面焊缝电弧区和激光区内奥氏体的Cr元素差异降低,另一方面电弧区和激光区的晶粒尺寸差显著降低。交变磁场提高了接头焊缝的抗腐蚀性能,提高了自腐蚀电位,降低了自腐蚀电流密度,焊缝腐蚀速率减慢,点蚀坑密度显著减小。研究表明,对于激光-电弧复合焊,磁场的引入有利于提高熔透能力和焊缝均匀化,改善焊缝的成形和腐蚀性能。 展开更多
关键词 316L不锈钢 激光-电弧复合焊接 磁场辅助 腐蚀性能
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6061铝合金/碳纤维增强PA6熔融沉积一体化连接界面调控
16
作者 檀财旺 李奇戈 +4 位作者 苏健晖 刘福运 覃春林 林丹阳 宋晓国 《焊接学报》 北大核心 2025年第11期1-9,共9页
随着高端制造向轻量化、高性能方向发展,异质材料的高效连接技术已成为轨道交通、航空航天等行业的关键.铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的异质轻质结构的需求日益强烈.为了实现二者的高强度连接,基于熔融沉积成形(FDM)技术,在... 随着高端制造向轻量化、高性能方向发展,异质材料的高效连接技术已成为轨道交通、航空航天等行业的关键.铝合金与碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的异质轻质结构的需求日益强烈.为了实现二者的高强度连接,基于熔融沉积成形(FDM)技术,在1.5 mm厚的6061Al表面直接打印碳纤维增强聚酰胺6(CF-PA6)丝材,以实现铝合金/CFRTP复合结构的一体化制造.研究了打印温度和表面微织构对于6061Al/CF-PA6 FDM打印接头的影响规律和界面连接机理.结果表明,温度决定树脂熔融状态及润湿铺展特性,从而直接影响界面结合强度,直接打印时,打印温度270℃,接头拉剪力为885 N,抗拉强度达到2.2 MPa.为进一步提升接头强度,采用纳秒脉冲激光在铝合金表面制备微结构,结果表明,微结构可增大表面粗糙度,并促进熔融树脂在铝合金表面的润湿铺展,在优化的工艺参数下,树脂能完全填充铝合金表面的微结构.连接界面通过机械嵌合效果有效提升了接头的性能,接头拉剪力为1 764 N,拉伸剪切强度达到4.4 MPa. 展开更多
关键词 金属/树脂基复合材料 熔融沉积成形 一体化制造 界面调控 激光刻蚀 机械嵌合
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激光加工匙孔动态行为X射线原位监测研究进展
17
作者 黄婷 徐家乐 +1 位作者 肖荣诗 张兵兵 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第11期1284-1303,共20页
激光加工技术可分为热导模式与匙孔模式2类。其中,匙孔模式加工过程中产生的匙孔效应显著提高了激光能量的利用效率,然而这一过程涉及材料的固、液、气、等离子体(羽辉)多相耦合的瞬态演变,极易产生飞溅、气孔等加工缺陷,严重制约了激... 激光加工技术可分为热导模式与匙孔模式2类。其中,匙孔模式加工过程中产生的匙孔效应显著提高了激光能量的利用效率,然而这一过程涉及材料的固、液、气、等离子体(羽辉)多相耦合的瞬态演变,极易产生飞溅、气孔等加工缺陷,严重制约了激光制造技术的进一步应用。为解决该瓶颈问题,需要深入揭示匙孔动态演化机制。相较于传统可见光、声信号等监测手段,具有强穿透特性的X射线为实现材料内部动态过程的原位监测提供了新途径。因此,聚焦匙孔的产生、动态行为以及稳定性调控3个核心问题,对匙孔模式激光加工领域的最新研究进展进行了总结。此外,不仅对X射线的分类、原理进行了阐述,同时,对未来的机遇以及可能遇到的挑战进行了总结与展望。 展开更多
关键词 激光焊接 激光增材制造 匙孔 X射线 同步辐射光源 原位监测
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SA516Gr.70钢搅拌摩擦焊接头的热循环及组织性能
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作者 宫文彪 苗梓琪 +2 位作者 崔恒 王秀英 刘威 《吉林大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第8期2530-2538,共9页
SA516Gr.70钢因具有优良的强韧性,被广泛应用于压力容器制造,但传统的弧焊易导致焊缝产生裂纹、氢脆等缺陷。本文采用钨铼合金搅拌工具对4 mm厚SA516Gr.70低碳钢进行搅拌摩擦焊接,研究了热循环对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明... SA516Gr.70钢因具有优良的强韧性,被广泛应用于压力容器制造,但传统的弧焊易导致焊缝产生裂纹、氢脆等缺陷。本文采用钨铼合金搅拌工具对4 mm厚SA516Gr.70低碳钢进行搅拌摩擦焊接,研究了热循环对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明:在旋转速度800 r/min、焊接速度90 mm/min的工艺参数下,可获得无缺陷的焊接接头。前进侧热循环峰值温度最大值为1018℃,后退侧为998℃。焊核区组织为细小的马氏体和贝氏体混合相,平均晶粒尺寸为5.4μm,与母材相比细化效果显著。焊接接头显微硬度与距焊缝中心距离呈负相关,焊核区显微硬度达到449.7 HV。拉伸试验断裂均在热影响区,焊缝不同区域呈现出不同的断口形貌。 展开更多
关键词 SA516Gr.70钢 搅拌摩擦焊 焊接热循环 微观组织 力学性能
原文传递
1060-H24纯铝无轴肩微型搅拌摩擦焊的数值模拟分析
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作者 张昌青 马东东 +3 位作者 谷怀壮 王栋 刘恩荣 张鹏省 《材料导报》 北大核心 2025年第5期217-222,共6页
使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工... 使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工具下的焊接接头经历不同的加热和冷却焊接热循环,实测常规工具焊接接头的峰值温度约为362℃,而无轴肩工具焊接接头的峰值温度仅为143℃;焊件表面的残余应力均以焊缝中心对称分布,常规工具残余应力主要分布在轴肩区域,最大残余应力为116 MPa。无轴肩工具残余应力呈现以搅拌针为中心的尖峰分布,最大残余应力为34 MPa;残余应力反映了焊后变形,常规工具焊接的薄板沿焊缝方向向上凸起,最大挠度为2.817 mm。无轴肩工具焊接的薄板没有可视变形,最大挠度仅0.0081 mm。无轴肩微型搅拌摩擦焊热输入低,能有效减小薄壁焊件的残余变形,提高焊件的尺寸精度和装配质量。 展开更多
关键词 微型搅拌摩擦焊 有限元模拟 温度场 应力应变 残余变形
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