双辊倾斜铸轧熔池液位数学物理模型的研究

针对双辊倾斜铸轧工艺角过程,引入倾函数描述铸轧过程,将常规铸轧熔池液面的数学物理模型外推至考虑不同倾斜角度的铸轧,使常规铸轧成为倾斜铸轧当倾角为0时的一个特例,从而丰富了铸轧理论,使其具有更广泛的适用性。     

电子束横焊3mm纯铌板的熔池形态研究

高能加速器纯铌超导腔内导体,要求加工后的外表面光滑平整,以保证其特殊性能的要求。在电子束平焊全熔透情况下,超导腔焊缝正面在反冲压力作用下易发生未焊满及塌陷等缺陷。本文采用合适的电子束横焊工艺参数,得到了符合工艺要求的正面余高焊缝。并且建立了3mm厚的高纯铌板横焊过程的二维模型,针对不同的焊接参数分别设计了不同尺寸和形状的熔池,结合VOF算法,模拟焊接熔池里液态金属自由表面存在状态,得到了不同焊接参数下熔池的演变过程。实验结果显示,焊接熔宽随焊接线能量的升高而增大,数值模拟与实验结果较吻合。     

基于透红外视觉传感的GMA-AM熔池图像质量评价

针对熔化极气体保护电弧(gas metal arc,GMA)增材制造(additive manufacturing,AM)图像感知,提出一种透红外熔池视觉传感方法. 为客观评价熔池图像质量,综合图像灰度、纹理、形状和频谱等四类特征定义了熔池图像质量评价参数φ. 结果表明,φ值越大,图像质量越好. 透红外熔池图像质量评价参数φ远大于近红外窄带熔池图像,熔池更清晰,对比度更高. 相比800,850和930 nm等透红外滤光片,990 nm透红外滤光片能过滤大部分电弧连续谱和特征谱,获得的熔池信息量最大,对比度更明显,边缘更清晰,细节信息更丰富,熔池图像质量最佳,是最佳取像窗口.     

双脉冲TIG焊熔池数值分析

建立了双脉冲电流下TIG焊熔池的三维非稳态数学模型,通过选择合适的边界条件和热物性参数,强烈耦合控制方程组对双脉冲TIG焊熔池进行数值分析,得到了周期性变化的焊接熔池温度场、流场等分布情况,熔宽、熔深的尺寸大小在周期内的变化规律.结果表明,在双脉冲电流作用下的熔池尺寸大于在平均电流作用下的尺寸,有效的增大了焊接熔池尺寸;熔池尺寸随电流的变化具有一定的滞后性,且在高能脉冲作用时的滞后性较强;在双脉冲电流作用下的熔池内部具有更大的流速,其搅拌作用更强.     

基于目标检测的选区激光熔融成形过程熔池与飞溅监测

在选区激光熔融成形过程中,飞溅与熔池包含了能够体现加工质量的重要特征信息,从成形过程采集到的熔池图像中,获得这些信息,实现选区激光熔融的过程监测是近年来研究的重点之一。为了更加精确且有效地从图像中提取熔池和飞溅的信息,提出了一种基于YOLOv5目标检测模型,实现了对成形过程图像中飞溅与熔池的实时定位与捕获。首先,以YOLOv5s目标检测网络为基础,调整骨干网络的深度与宽度,修改检测头的数量。之后,引入自校正卷积与CBAM注意力机制模块,设计了新的特征整合结构,通过上述步骤,提升了网络的检测性能。将工业相机采集到的图像制作为目标检测数据集,进行模型的训练与测试,结果表明该网络能够从原始图像中对飞溅与熔池目标进行准确的定位,在具有良好的检测精度的同时,网络模型的参数量极少,更加符合工业应用的需求。网络的检测精度mAP@0.5:0.95达到了0.466,为基于图像的选区激光熔融过程监测提供了一种新的方法。     

选区激光熔化成形316L不锈钢组织控制研究

采用选区激光熔化技术, 制备了316L不锈钢3D打印样品, 研究了3D打印体能量密度、微熔池结构和拉伸性能之间的相关性。结果表明, 在实验范围内(打印体能量密度从92.59 J/mm3增大到162.04 J/mm³), 3D打印样品抗拉强度先增大后下降, 体能量密度145.83 J/mm³时, 抗拉强度达到峰值498.48 MPa。熔池的形貌和尺寸与体能量密度相关, 熔池近似面积随体能量密度提高先增大后降低。3D打印样品室温拉伸性能与微熔池的形貌结构有明显相关性, 在拉伸过程中会沿熔池边界发生破坏, 熔池近似面积越大, 熔池边界占比小, 样品抗拉强度相对较高。研究结果可为调控3D打印样品微观组织、改善材料性能提供参考。     

100t复吹转炉底枪位置的设计与应用

基于水模拟实验优化后的6种底枪布置方案(对称布置A1,A2,A3和A4,以及非对称布置B1和B2),利用FLUENT软件对转炉熔池流场进行了三相流模拟,对底枪位置进一步优化,以确定最佳底吹方案。模拟结果表明,方案A2和B2的转炉熔池搅拌效果明显优于其他底枪布置方案;但由于前者的侵蚀面积小于后者,且熔池平均速度大于后者,确定采用A2底枪布置方式。工业试验表明,平均冶炼时间为14.8 min,终点含碳量满足钢种需求,脱磷率达96%以上,设计方案为转炉冶炼提供了良好的动力学条件。     

基于熔池红外图像实时跟踪焊缝宽度算法研究

在激光焊接过程中,激光焊机所附带的传感器能够准确实时地反映焊接过程,焊缝宽度的实时动态变化对于描述焊接质量起着至关重要的作用。焊缝宽度准确测量的研究有助于理解焊接过程,获得焊接质量控制模型。针对大功率光纤激光焊接,利用恰当的滤镜系统获得清晰的焊缝熔池图像,建立熔池红外传感跟踪系统。针对大功率光纤激光焊接304型不锈钢过程,研究一种通过熔池图像实时检测焊缝宽度变化的方法。利用高速摄像机获得熔池动态红外图像,通过一系列图像处理技术得到焊缝宽度的识别模型。解决了在金属处于高温下熔池与周边非熔化区的温度比较接近,很难用红外摄像来准确测量焊缝宽度的难题。试验结果表明,所建立的焊缝实际宽度测量模型测量效果良好。     

镁合金气保焊的飞溅和气孔：产生机理和消除措施（三）

（续上期）B焊丝产生的气孔与消除鉴于A焊丝表面部分黑斑造成气孔,试验另外采用了一种新品牌的焊丝盘,这种焊丝表面光亮,进行CSC-GMAW焊接时形成的焊缝没有气孔产生,如图15所示。焊丝直径1.2mm,AZ61A焊丝,这里把它命名为B焊丝,是从一个新供应商处订购。这种焊丝到货检验时,表面光洁,无黑斑。然而,采用已经暴露在空气中几个月的B焊焊接方向10mm5mm（B）母材焊缝2焊缝2图15采用B焊丝进行CSC-GMAW制造的焊缝没有气孔产生。A-俯视图;B-纵向横断面。     

不锈钢封头圆弧过渡区裂纹分析

本文对304不锈钢的亚稳定状态进行了简要介绍,对实际产生的问题进行了原因分析与讨论,为后续产品制造质量保证提供参考意见。