激光沉积修复不锈钢管道组织性能及断裂机理分析

选取316L不锈钢粉末以激光沉积方式对含预制裂纹的316L不锈钢核电管道进行不同工艺参数的沉积修复,通过光学显微镜观测修复区宏观形貌和显微组织,通过显微硬度计、拉伸试验机测定修复试样力学性能,利用疲劳试验机测试不同扫描速度下修复试样疲劳寿命,并用扫描电镜观察断口形貌特征。结果表明,修复区由熔合区和熔覆区组成,熔覆区由胞状晶、柱状晶、树枝晶组成,熔合区呈现网状晶体结构。显微硬度分布呈现熔合区＞熔覆区＞热影响区＞基材。在一定范围内,随着激光功率的增加、扫描速度和送粉速率的减少,晶粒尺寸逐渐增大,修复区显微硬度呈下降趋势,热影响区硬度呈上升趋势。当激光功率为1300W、扫描速度9mm/s、送粉速率0.5g/min,试样伸长率为61.61%,在400MPa应力水平下,循环次数为67225次。试样由于良好的宏观形貌、修复区细化的晶体、程度较小的加工硬化,试样表现出良好的塑性和抗疲劳性能,力学性能最优。     

应用多方向光源分割带钢表面缺陷

光源的照明方式和安装角度对采集到的图像质量有很大的影响,这种不同会导致同一幅缺陷图像产生不同的纹理效果。目前的采集系统一直将光源的影响看作负面因素,事实上如果将不同方向光源对带钢缺陷图像信息的影响用于分割,能够获得更全面、准确的图像信息,因为光源序列的分割方法比单光源包含了更多的缺陷特性。首先采集不同方向光源照射下的图像序列,再提取图像最大强度值位置对应的光源倾角方向作为特征,最后在特征空间运用线性判别函数得到分割结果。实验结果表明提出的方法能获取更高对比度的缺陷图像,正确地将缺陷从背景图像中分割出来。     

焊接工艺参数对7B04-T6铝合金搅拌摩擦点焊接头疲劳性能的影响

在不同回填时间、插入时间、插入深度、旋转速度下对1.5mm厚7B04-T6铝合金板进行回填式无匙孔搅拌摩擦点焊,对接头进行拉-拉疲劳试验,研究了焊接工艺参数对接头疲劳性能的影响。结果表明:不同焊接工艺下接头均分为焊核区、热机影响区、热影响区和母材,在热机影响区的两板结合区存在钩状缺陷;焊接工艺参数对接头疲劳寿命的影响程度从弱到强的顺序为回填时间、插入时间、插入深度、旋转速度;在旋转速度为2 500r·min~(-1),回填时间为2s,插入深度为1.9mm,插入时间为3s下,接头的疲劳寿命最高,可达211 919周次,疲劳裂纹萌生于两板结合区的钩状缺陷处。     

打磨方式对SMA490BW耐候钢十字接头疲劳性能的影响

对SMA490BW耐候钢十字焊接头进行了不同方式的打磨处理,研究了打磨方式对十字焊接头疲劳性能的影响,并借助SEM研究了疲劳断口形貌.运用ABAQUS有限元软件计算十字焊接头的应力分布及应力集中系数.结果表明,未打磨试样疲劳极限约为70.6 MPa,简单打磨试样疲劳极限约为98.6 MPa,过渡圆弧打磨试样疲劳极限约为104.4 MPa,简单打磨和过渡圆弧打磨相比未打磨试样的疲劳极限分别提高39.7％和47.9％.未打磨、简单打磨和过渡圆弧打磨试样焊趾处的应力集中系数分别为1.558,1.402和1.297.简单打磨和过渡圆弧打磨试样焊趾处的应力集中系数分别降低了 10.0％和16.8％.     

序列滤波器在缺陷边缘检测中的应用

为了提取带钢表面缺陷特征,首先需要正确检测缺陷边缘。针对现有方法对于光照不均和复杂背景条件下噪声抑制以及保持图像细节方面的不足,提出一种新的基于序列滤波器的边缘检测方法。先将缺陷图片进行中值滤波,然后在新的滤波器窗口相对于中心元素计算总变差,结果图像作为预处理图像送入Canny边缘探测器进行边缘检测,最后采用形态学方法进行光滑处理,得到完整的缺陷边缘。实验表明该方法具有较强的抑制噪声能力,有效去除现场工况条件下粉尘、光照不均等因素对检测结果的影响,很好地提取了复杂背景条件下的目标边缘。     

带钢表面缺陷严重程度的模糊综合评判研究

为解决传统带钢表面缺陷严重程度评价方法实时性差,漏检、误检错误率高的问题,提出了基于模糊综合评判法的带钢表面缺陷严重程度评价方法。在分析出带钢表面的缺陷种类后,运用图像处理方法对带钢表面的缺陷图像进行区域测量,准确计算出缺陷面积、缺陷长度、缺陷周长、缺陷细长比以及缺陷形状因子等参数。应用层次分析法确定各种因素对带钢表面质量影响的权重,运用模糊综合评判方法,合理地评判出缺陷的严重程度。通过应用实例表明了该方法的实用性和有效性。     

超声冲击对SMA490BW耐候钢焊接接头腐蚀疲劳影响研究

采用USP-300超声表面加工装置对SMA490BW耐候钢表面进行超声冲击处理。研究超声冲击前后试件的显微组织、显微硬度和残余应力,比较超声冲击前后SMA490BW耐候钢焊接接头的腐蚀速率和腐蚀疲劳寿命。通过光学显微镜观察超声冲击后SMA490BW耐候钢的显微组织,采用测试仪器测试焊接接头的表面硬度和残余应力,分析超声冲击提高SMA490BW耐候钢抗腐蚀性及其疲劳寿命的机理。试验结果表明,超声冲击处理能使材料表层晶粒细化形成致密的塑性变形层,提高显微硬度,并在材料表面引入有效的残余压应力,降低腐蚀速率,减小失重量。同时,超声冲击处理后裂纹扩展路径变得更加复杂,裂纹扩展速率降低,焊接接头腐蚀疲劳寿命得到提高。     

高温合金筒内旋压锯齿形沟槽微观组织特征

采用焊接板预制坯以及内旋压的方法制造了一种带壁锯齿槽的大直径薄高温合金筒。研究了筒内锯齿槽的显微硬度和显微组织特征。坯料的焊接导致了接头处微观组织为粗大且不均匀的树枝状支晶,这致使焊接接头与其外区域之间的显微硬度差异较大。内旋压促使锯齿槽上焊接接头区外的初始晶粒和焊接接头处的树枝状支晶都发生细化。锯齿槽的微观力学性能不均匀性因剧烈的塑性变形而明显得到改善。     

力学失配FSW接头拉伸变形的光学原位分析

采用光学原位拉伸试验对2A12-T4和2A12-O铝合金搅拌摩擦焊接头在拉伸变形过程中的微观损伤演变进行了观察，并分析了失配接头的裂纹扩展路径. 结果表明，2A12-O高配接头拉伸试验断裂于母材，2A12-T4低配接头断裂于近HAZ区；高配和低配接头第二相粒子与母材晶粒性能均不匹配，导致低配接头裂纹多萌生于第二相粒子，且较大的第二相粒子开裂程度明显大于较小第二相粒子和基体，而高配接头裂纹多萌生晶粒内；高配接头和低配接头裂纹扩展路径均以穿晶扩展为主，高配接头中的微裂纹、大角度晶界和第二相粒子对裂纹的扩展起到阻碍作用，低配接头破裂的第二相粒子对裂纹的扩展起到促进作用.