超声辅助激光修复镍基高温合金V形槽

为了提高失效零件的修复质量,以V形槽为修复对象开展研究,在修复过程中引入超声振动. 耦合声场、温度场与流场建立超声辅助激光修复V形槽的非线性瞬态模型,对修复过程熔池形貌及其温度场进行数值模拟,并开展相关实验研究,分析超声对修复区组织及性能的影响机制. 数值模拟结果表明,超声振动能加速熔池流动与散热,提高熔深,细化晶粒并改善V形槽底部难熔区域的修复效果. 金相、扫描电子显微镜和电子背散射衍射分析结果表明,在超声作用下,晶粒尺寸和一次枝晶间距得到细化,Laves相更加弥散,Nb元素的富集受到抑制;常温和高温硬度在超声作用下分别提高了11.1%、10.4%. 研究表明,超声振动能有效改善镍基高温合金V形槽激光修复区的微观形貌,提高力学性能.     

用于汽车悬架的磁流变减振器研究综述

磁流变液在汽车半主动悬架中的应用倍受关注。介绍了磁流变液的特性及磁流变减振器的工作原理,结合国内外最新研究成果,综述了用于汽车悬架的MR减振器的结构形式、仿真模型、控制方法和测试技术,并对今后的研究工作重点进行了探讨。     

超声复合激光制造技术研究进展（特邀）

超声复合激光制造技术通过施加外部超声以提升激光制造的加工能力与质量,已成为国内外研究热点。分析了当前超声复合激光制造技术涉及的耦合机理,并综述了超声在激光制造过程中的作用机制。根据超声振动模块与基体的接触模式将超声引入方式划分为固定接触式、移动接触式、非接触式,并分别阐述三种超声引入方式的优势与缺点。进一步,从增材、等材、减材制造三个方面全面讨论了不同超声引入方式和不同激光制造技术相结合的超声复合激光制造技术,探讨了不同复合制造技术的原理和技术特点,归纳了超声振动在激光制造过程中的影响规律。在当前研究进展基础上对超声复合激光制造技术的发展方向进行了展望。     

碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在水导激光加工后,切缝表面和横截面存在热损伤,这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题,采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律,研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明：高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度;激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2 mm厚CFRP切割试验中发现：横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关,0°碳纤维热影响区宽度最大,45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近,90°碳纤维热影响宽度最小;另外,提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展,水射流速度由80 m/s提高至120 m/s,最大热影响宽度缩小35.7%。     

不同贮藏年份武夷水仙茶主要生化成分及感官品质分析

为探明贮藏时间对武夷水仙茶主要生化成分和感官品质的影响,测定了10个不同贮藏年份的武夷水仙茶中水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、黄酮类等主要品质成分含量,采用感官审评方法分析了感官品质,并采用多元统计方法进行了分析与分类.结果 表明,随着贮藏时间的延长,茶多酚含量呈先升高后降低趋势,游离氨基酸含量呈下降趋势,咖啡碱...     

激光复合制造技术研究进展

激光复合制造技术通过耦合能场/工艺,弥补了单一激光制造的缺点与不足,成为当前激光制造领域的研究热点.提出了激光复合制造技术定义及分类,并从多能场复合与多技术协同两方面介绍了当前国内外激光复合制造技术的发展现状,揭示了多能场、多技术的协同作用机理,阐述了激光复合制造技术的优势,分析了激光复合制造技术面临的挑战与发展趋势.     

超声对激光熔覆WC颗粒强化涂层耐磨防腐性能的影响(特邀)

面向海洋、矿山等领域机械部件表面耐磨防蚀涂层制备需求,针对陶瓷颗粒强化涂层高耐磨性能与高耐腐蚀性能难以兼容的问题,搭建了超声辅助激光熔覆试验平台,制备了有无超声作用下的碳化钨(WC)颗粒强化涂层。研究了超声对复合涂层微观组织形貌、元素分布、WC表面合金层厚度的影响规律,并进一步开展了有无超声试样硬度、摩擦磨损与耐蚀性能测试。结果表明：超声振动能够细化晶粒,平均晶粒尺寸从101.0μm降至59.6μm,抑制偏析,促使WC表面合金层溶解与熔覆层元素的均匀分布;超声作用下,试样平均显微硬度由310 HV0.1提升至425 HV0.1,同时超声作用下WC颗粒周围硬度分布更加均匀;有无超声作用下试样失重量分别为6.5 mg和8.8 mg,试样磨损率分别为0.032 3 mg/m和0.043 8 mg/m,试样磨损率降低了26.2%;超声作用下试样腐蚀电流密度由5.20μA/cm²降低为2.13μA/cm²,同时电化学阻抗谱表明超声作用下试样表面具有更大的电容阻抗环、阻抗模量与相角值。     

多维高频振动对激光熔覆成形几何形貌的影响研究

目的 面向激光表面改性及再制造发展需求,针对激光熔覆过程控形问题,揭示多维振动对激光熔覆涂层几何形貌及多道搭接成形质量的作用机制。方法 开展多维振动辅助激光熔覆成形316L涂层实验研究,对单道及多道激光熔覆层横截面形貌进行分析。采用多物理场有限元分析软件,建立多维振动辅助激光熔覆成形模型,并分析熔覆层表层温度梯度。结果 数值模拟表明,施加二维振动后,熔池表面流速提高了31.00%,表面流速的提高促进了熔池向外扩展,最高温度梯度减小39.08%,熔覆层横截面几何形貌因温度和流速的变化发生了明显改变。实验结果表明,相比于无振动作用,在一维、二维、三维振动作用下,熔高分别减小了18.97、33.94、44.50 μm,熔宽分别增加了27.70、36.90、63.34 μm,润湿角最高降低了23.42%。在多道搭接过程中,润湿角增大到某一阈值时,部分搭接区域因吸收激光能量不足而使该处不发生熔化,粉末熔化后难以完全填充角落,致使激光多道熔覆时的熔覆层底部产生气孔,成形质量降低。施加多维振动通过降低润湿角,可以减小多道熔覆中的气孔发生率。结论 多维振动通过影响温度梯度有效改善了熔覆层的润湿性,减少了熔覆层气孔的发生率,提高了熔覆层的成形质量。     

超声能场在金属微/介观成形中的作用理论及实验研究

正产品微型化和集成化的发展趋势,极大地增加了对微小型金属零件和微/介观制造技术的需求。微/介观金属成形技术为微小型金属零件的大批量、高效率的制造提供了解决方案。然而,将传统金属成形技术缩小至微/介观尺度所带来的尺度效应导致了金属成形性下降和工件表面质量下降等问题,制约了微/介观成形技术的发展。利用超声振动在金属成形过程中所具备的体积效应和表面效应,在微/介观成形中施加超声振动有望解决上述问题。为此,本文结合国家自然科学基金重点项目(项     

激光增材再制造IN939修复区显微组织与拉伸性能研究

目的 研究采用IN939粉材对镍基高温部件增材修复的可行性,获得增材修复区微观组织与性能分布规律,为燃机部件修复提供支持.方法 探索了IN939合金激光熔覆成形工艺,并进一步开展了IN939增材修复镍基合金梯形槽试验研究,分析了增材修复区显微组织结构与物相组成,研究了激光再制造过程组织变化对修复区显微硬度、拉伸性能的影响.结果 IN939激光修复区形貌良好,组织致密,无明显裂纹、气孔等缺陷.熔覆层主要存在γ奥氏体相和Laves相.IN939修复区由底部至顶部,冷却速率逐渐减小,导致一次枝晶间距逐渐增大,Laves相分布先增多后略有减小.修复区界面处的平均横向残余拉应力为346 MPa.修复区显微硬度由底部至顶部呈现先增大后略有减小的趋势,修复区的平均显微硬度强于基体.修复件的平均屈服强度为548 MPa,极限抗拉强度为959 MPa.激光修复件的拉伸断裂于基体上,显示出IN939合金与基体良好的冶金结合.结论 激光增材修复后,IN939镍基合金修复区的机械性能与结合性能良好,采用IN939粉材进行镍基高温合金的激光增材修复具备可行性.