高密度脉冲电流对A356铝合金凝固组织的影响

研究了高密度脉冲电流对A356铝合金凝固组织的影响，实验中对液相线以下溶体的凝固过程在不同阶段进行电脉冲处理。对比实验结果表明：经过电脉冲处理后，A356的合金凝固组织得到明显细化；在同样的电脉冲条件下，凝固组织细化效果与电脉冲放电开始时间有关，凝固过程中放电开始时间越早，凝固组织细化效果越明显；反之，凝固组织细化效果较差；同时，脉冲充电电压越高，凝固组织细化程度越大。定量计算了脉冲电流产生的电磁力并分析了脉冲电流影响凝固组织的作用机制。     

高密度脉冲电流作用下LY12铝合金的凝固组织

研究了高密度脉冲电流作用下ＬＹ１２铝合金的凝固组织,试验结果表明嵩密度的脉冲电流可明显地改善该合金凝固组织。和未经电流处理的样品相比,其组织明显细化和等轴化,且脉冲电流愈强,且脉冲电流愈强,这种效果愈显著。     

高密度脉冲电流对A356铝合金低温熔体凝固组织的影响

研究了高密度脉冲电流的A356铝合金低温熔体凝固组织的影响。实验中对680和630℃的低温熔体施加脉冲电流处理。对比试验和凝固曲线测试结果表明。低温熔体中施加脉冲电流有利于增大凝固过冷度，提高冷却速率。缩短凝固时间。细化凝固组织。同时，经脉冲电流处理后，随熔体的保温时间延长。凝固组织逐渐粗化。分析认为，低温熔体结构比凝固过程本身更能影响最终凝固组织。     

脉冲电流作用下金属凝固研究现状评述

脉冲电流作用于金属材料的凝固过程已逐渐发展为一种新的细化金属凝固组织的技术。作者从脉冲电流的施加方式、凝固材料选择、电流参数选择和机理探讨四个方面综述了脉冲电流细化金属凝固组织的研究状况,并阐述其研究的新进展。最后就脉冲电流细化金属凝固组织的研究趋势进行了展望。     

脉冲电流对金属凝固组织影响的研究进展

综述了脉冲电流对金属凝固组织的影响及细化机制的研究现状及进展.分析了脉冲电流对不同合金凝固组织细化的影响,其细化效果与金属的固有性质,脉冲电流施加于合金凝固过程的不同阶段及作用时间的长短有密切关系,从理论和实践上归纳和分析脉冲电流对凝固组织细化的机制主要是:促进形核,晶核增殖和抑制晶体生长.     

高密度脉冲电流以对过共晶Al—Si合金凝固组织的影响

研究了高密度脉冲电流对过共晶Al-19Si合金凝固组织的影响。结果表明：未经任何处理的试样凝固组织中含有大量的长杆状初生Si，其长宽比较大，且共晶Si尺寸较大；而经过高密度脉冲电流处理后，凝固组织中初生Si转变为块状，长宽比显著减小，共晶Si呈短杆状，尺寸较小，另外在试样的局部存在初生Si晶粒破碎现象，这是高密度脉冲电流在熔体内部产生不平衡的电磁力而导致不平衡剪切的结果。     

高密度脉冲电流对纯铝凝固组织的影响及其内在机理研究

研究了高密度脉冲电流作用下纯铝凝固组织的变化,考察了不同放电电压和放电电容对纯铝晶粒尺寸的影响.从高能量密度脉冲电流对纯铝结晶的形核率、过冷度和热效应三个方面的影响.对高能量密度脉冲电流细化晶粒的机理做了深入分析.结果表明:高密度脉冲电流可以显著地细化纯铝的凝固组织.随着放电能量的提高,纯铝的晶粒尺寸有大幅度的减小,可以获得均匀细小的等轴晶;但是当放电能量达到270J后,晶粒随放电能量的升高反而变粗,生成大量的粗大的柱状晶.     

脉冲电流细化金属凝固组织研究综述

评述了近年来脉冲电流细化金属凝固组织方面的研究进展,总结探讨了脉冲电流影响金属凝固组织机理的不同观点.指出脉冲电流细化金属凝固组织机理尚存争论,但是技术已经比较成熟,已具备工业应用的基本条件.     

高密度脉冲电流定向凝固纯铝的组织演化

纯铝定向凝固过程加以高密度脉冲电流处理,研究了脉冲峰值电流密度对定向凝固组织的影响。随着脉冲电流密度的增大,定向凝固组织经历了由柱状晶→胞状晶→发达的枝晶→柱状晶3个演化阶段。基于感应磁场与脉冲电流的耦合作用,从电磁流体力学方面分析了高密度脉冲电流对凝固组织形成的作用机制。高密度脉冲电流在金属熔体内感生高频振荡磁场,并感生动态径向电磁压力,影响凝固界面上方金属液流场分布与金属凝固前沿的温度梯度,并对枝晶臂有冲刷作用,从而改变凝固组织形态。     

脉冲电流和脉冲磁场作用下LY12铝合金凝固组织的比较

以我们所做的实验结果为根据 ,发现脉冲磁场对 L Y12铝合金凝固组织的细化效果要好于脉冲电流 ,并比较了脉冲电流和脉冲磁场这两种新颖的脉冲电磁场技术对其凝固组织的细化和机理差别、工作原理和特点 ,指出了应用前景     

高频脉冲TIG焊电弧阳极行为的研究

本文首次测定了高频脉冲TIG焊电弧阳极的平均电流密度分布及其中心电流密度动态过程,研究其变化规律并建立了数学模型,从而探讨了高频脉冲TIG焊电弧的高频效应机理。实验研究表明高频脉冲TIG焊电弧阳极能量密度高于直流电弧,小电流时高频效应显著,适宜焊接精密超薄件,推荐脉冲频率为20kHz。     

降低冷轧取向硅钢残余应力和位错密度的磁-热耦合工艺

为了得到一种高效去除冷轧取向硅钢残余应力的工艺,制定了低温、低强度脉冲磁场的短时磁-热耦合处理试验方案,分别利用X射线残余应力仪和XRD测定了不同工艺处理前后取向硅钢的残余应力和位错密度。结果表明,采用低温、低强度脉冲磁场的短时磁-热耦合处理可以有效降低冷轧取向硅钢的残余应力和位错密度,当采用处理时间为3 min、处理温度为400 ℃、峰值电流为180 A的磁-热耦合工艺时,可取得最佳处理效果,残余应力降幅为55.5%,比单纯只施加低温热场或低强度脉冲磁场的处理效果优异。宏观残余应力的降低与位错密度具有紧密的联系,两者变化规律基本一致。短时、低温、低脉冲磁场强度磁-热耦合处理去除残余应力的微观机制是脉冲磁场和温度场耦合作用下进一步提高材料内部位错运动,实现了局部回复,达到位错密度和残余应力减小的目的。     

Mathematical modeling of electrodeposition of permalloy thin film II. pulsed current plating

A mathematical model presented for direct current plating is extended to describe the electrodeposition of permalloy under pulsed current plating conditions. The agreement between the calculated and experimental values is excellent. The content of iron in permalloy thin film under the pulsed current condition is higher than under direct current plating at the same average current density, which is explained in terms of various plating parameters from simulated results.     

Optimisation of welding using two Nd–YAG laser beams combined at workpiece surface

Abstract

Two Nd–YAG laser beams were combined at a certain point on the workpiece surface to increase weld penetration depth. One of the beams was a pulsed laser beam, and the other was a continuous wave laser beam or a modulated laser beam. Using this combination of laser beams, a wide range of welding conditions, such as average power, peak power, and power density, could be selected. A high peak power pulsed laser beam would play a significant role in forming a keyhole, but a severe spatter loss problem could be encountered under high peak power laser conditions, thus the conditions necessary to prevent spatter loss were investigated. The greatest penetration depth is obtained under the critical conditions for spatter loss. Critical conditions for spatter loss are controlled by the peak power of a pulsed laser beam, thus deeper weld penetration is obtained using a pulsed laser beam with higher average power, that is, of longer pulse width and/or a higher repetition rate within the limit of the oscillator output. Moreover, spatter loss is reduced under conditions providing large molten zones in the weld, thus a higher peak power pulsed laser beam can be employed under such conditions. Large molten zones are obtained using a modulated laser beam of a high average power and/or low welding speeds.     

脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的微观结构和性能的影响

采用脉冲偏压电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压频率在M2高速钢基体上沉积TiSiN薄膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,研究脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的表面和截面形貌、元素成分、相结构的影响,并通过纳米压痕仪测试了TiSiN薄膜的纳米硬度和弹性模量。在统计的视场内(9×10³ μm²),TiSiN薄膜表面的大颗粒直径在0.30~7.26 μm之间,脉冲偏压频率从40 kHz到60 kHz,数量由495个减少到356个,之后随着脉冲偏压频率增加到80 kHz,大颗粒数量又增加到657个;当脉冲偏压频率为60 kHz时,TiSiN薄膜表面大颗粒和微坑缺陷数量最少,Si原子含量达到最小值0.46%;脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜以非柱状晶的结构进行生长,厚度达到最小值1.63 μm;脉冲偏压频率为60 kHz时,柱状晶结构细化,薄膜的致密度增加。不同脉冲偏压频率下TiSiN薄膜都在(111)晶面位置出现择优取向,Si以非晶态Si₃N₄的形式存在于TiSiN薄膜中,没有检测到Si的峰值,形成了TiN晶体和Si₃N₄非晶态的复合结构。脉冲偏压频率60 kHz下TiSiN薄膜的表面大颗粒最少,纳米硬度达到最大值34.56 GPa,比M2高速钢基体的硬度提高了约3倍。当脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到最大值－0.352 V(vs SCE),比基体提高了723 mV,自腐蚀电流密度达到0.73 μA/cm²;当脉冲偏压频率为70 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到－0.526 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值 0.66 μA/cm²。     

脉冲高能量密度等离子体沉积氮化钛膜的结合强度

本文用脉冲高能量密度等离子体技术，在室温条件下，成功地在ＧＣｒ１５钢表面沉积了性能良好的氮化钛薄膜。用自动划痕试验仪测量了氮化钛薄膜的结合强度。研究结果表明：表征薄膜结合强度的临界载荷有相当高的值；氮化钛薄膜的临界载荷随脉冲轰击次数、内外电极的电压变化而变化。对沉积膜结合强度的这些变化给予了理论上的解释与讨论。     

脉冲磁通量密度和Lorentz力的数值模拟

用ANSYS5．5有限元软件对在脉冲磁场中金属熔体凝固条件下，直螺线管线圈及其内部凝固样品中的瞬态脉冲磁通密度、洛伦兹力做了数值模拟。模拟计算结果表明，在脉冲磁场中凝固的条件下，直螺线管线圈内及其凝固样品中脉冲磁通密度和洛伦兹力分布具有轴向、径向分布不对称性和不均匀性。脉冲磁通量和洛伦兹力的这种分布特性对了解脉冲磁场凝固条件下，瞬态的脉冲磁通量和洛伦兹力的特性及其对金属熔体的凝固行为和凝固组织的作用具有重要意义。     

平板导体上方倾斜圆形线圈的瞬态涡流场

研究了有限厚导电平板上方的倾斜圆形线圈在脉冲电流激励下产生的电磁场。推导了倾斜圆形通电线圈的电流密度表达式,解析求解了导体内部的涡流密度,并提出了一种计算时域响应的有效方法。结合算例,分析了瞬态涡流的时空特点,讨论了线圈倾角、板厚与响应的关系。计算结果显示,提出的方法可用于分析倾斜圆形线圈的线性瞬态涡流场问题。与软件仿真结果的对比验证了所提模型和方法。所得结果有助于了解在倾斜条件下所获得的脉冲涡流检测信号。     

Influence of pulse plating parameters on morphology and hardness of pure tin deposit

Abstract

In the present work, the electrochemical deposition of tin coatings using pulse plating techniques was investigated. Based on fundamental electrochemical experiments, pure tin coatings were deposited by using direct and pulsed current. Both types of deposits were compared with each other and the effects of the pulse plating parameters, i.e. duty cycle, frequency and current density were investigated. Matt layers with wide powdery areas are obtained with direct current. At low current density and low duty cycle (10%), the pulsed current improves this aspect of the deposit by reducing the formation of powdery deposits. At higher duty cycles, the increase in the frequency additionally improves the hardness of the coating.     

基于电弧电压概率密度铝合金脉冲MIG焊稳定性分析

针对铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评估问题,提出了基于电弧电压信号概率密度的分析方法.利用焊接过程电弧电压信号概率密度分布中的第一个峰值与第二个峰值的比值作为评价铝合金脉冲MIG焊过程稳定性的指标,通过对80组焊接试验中的电弧电压信号进行概率密度计算得到每一组概率密度分布中两个峰值的比值以此建立铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评价体系.电压概率密度分布中两个峰值的比值越小,焊接过程越稳定;反之越不稳定.