为了明确铝合金增材制造过程中的微观组织特征,以飞机结构常用的2024铝合金为研究对象,采用激光与CMT-P电弧复合增材制造技术成功地制备了2024高强铝合金薄壁构件。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等表征手段,研究了增材构件不同区...为了明确铝合金增材制造过程中的微观组织特征,以飞机结构常用的2024铝合金为研究对象,采用激光与CMT-P电弧复合增材制造技术成功地制备了2024高强铝合金薄壁构件。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等表征手段,研究了增材构件不同区域的微观组织特征,并探究了其对显微硬度的影响规律。结果表明:增材制造过程中独特的热循环特性使得薄壁增材件由熔池边界(MPB, melt pool boundary)、熔池区(MPZ, melt pool zone)和热影响区(HAZ, heat affected zone)3个特征区域交替出现的层带结构所形成。其中,MPB的显微组织为细小的等轴晶;MPZ底部的显微组织为细小的柱状晶,上部为粗大的柱状晶和等轴晶;HAZ的显微组织为粗大的等轴晶。试样内部主要析出相为S相(Al_(2)CuMg)和θ相(Al_(2)Cu),S相主要分布在晶界交叉部位和晶粒内部,θ相主要分布在晶粒边界。增材试样内部层间区域的显微硬度低于母材,主要归因于层间存在气孔以及晶界处存在较多的析出相。展开更多
为了研究冷金属与脉冲复合焊(cold metal transfer and pulse,CMT+P)的焊接行为,使用PCI数据采集卡、高速相机、红外成像仪及声发射采集系统对焊接过程进行同步监测.发现脉冲射滴过渡发生前,焊机输出电流突增,同时焊丝尖端释放猛烈电弧...为了研究冷金属与脉冲复合焊(cold metal transfer and pulse,CMT+P)的焊接行为,使用PCI数据采集卡、高速相机、红外成像仪及声发射采集系统对焊接过程进行同步监测.发现脉冲射滴过渡发生前,焊机输出电流突增,同时焊丝尖端释放猛烈电弧光,随后熔滴滴入焊道,熔池温度增加,声发射(acoustic emission,AE)信号显示出1个波峰.发生CMT短路过渡时,焊机输出电流同时为焊丝熔化和焊丝伸出提供能量,待到焊丝尖端接触基板瞬间形成短路,熔池温度持续降低,AE信号微弱,伴随着熔滴因过热收缩而爆断,熔滴短路过渡完成.对AE信号进行离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)后,可通过特征频率对CMT+P各个周期及阶段进行过程识别.结果表明,575 kHz和415 kHz可作为脉冲电弧周期和CMT短路周期的特征频率,推断180 kHz是脉冲电弧的特有频率,575 kHz的频率则是基础电弧提供,415 kHz处的频率则在CMT短路接触瞬间产生.展开更多
文摘为了明确铝合金增材制造过程中的微观组织特征,以飞机结构常用的2024铝合金为研究对象,采用激光与CMT-P电弧复合增材制造技术成功地制备了2024高强铝合金薄壁构件。运用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等表征手段,研究了增材构件不同区域的微观组织特征,并探究了其对显微硬度的影响规律。结果表明:增材制造过程中独特的热循环特性使得薄壁增材件由熔池边界(MPB, melt pool boundary)、熔池区(MPZ, melt pool zone)和热影响区(HAZ, heat affected zone)3个特征区域交替出现的层带结构所形成。其中,MPB的显微组织为细小的等轴晶;MPZ底部的显微组织为细小的柱状晶,上部为粗大的柱状晶和等轴晶;HAZ的显微组织为粗大的等轴晶。试样内部主要析出相为S相(Al_(2)CuMg)和θ相(Al_(2)Cu),S相主要分布在晶界交叉部位和晶粒内部,θ相主要分布在晶粒边界。增材试样内部层间区域的显微硬度低于母材,主要归因于层间存在气孔以及晶界处存在较多的析出相。
文摘为了研究冷金属与脉冲复合焊(cold metal transfer and pulse,CMT+P)的焊接行为,使用PCI数据采集卡、高速相机、红外成像仪及声发射采集系统对焊接过程进行同步监测.发现脉冲射滴过渡发生前,焊机输出电流突增,同时焊丝尖端释放猛烈电弧光,随后熔滴滴入焊道,熔池温度增加,声发射(acoustic emission,AE)信号显示出1个波峰.发生CMT短路过渡时,焊机输出电流同时为焊丝熔化和焊丝伸出提供能量,待到焊丝尖端接触基板瞬间形成短路,熔池温度持续降低,AE信号微弱,伴随着熔滴因过热收缩而爆断,熔滴短路过渡完成.对AE信号进行离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)后,可通过特征频率对CMT+P各个周期及阶段进行过程识别.结果表明,575 kHz和415 kHz可作为脉冲电弧周期和CMT短路周期的特征频率,推断180 kHz是脉冲电弧的特有频率,575 kHz的频率则是基础电弧提供,415 kHz处的频率则在CMT短路接触瞬间产生.
