涡轮叶尖激光熔覆涂层技术探索

为了探索涡轮叶尖端部型腔涂层的制备工艺,以堆焊用镍基合金焊条加工成的粉末为原材料,分别采用激光熔覆及氩弧堆焊技术,在铸造镍基合金试样表面上制备涂层.结果表明:激光熔覆涂层在成型性上优于堆焊涂层,激光熔覆涂层的组织细小致密,硬度高于堆焊涂层的硬度;在涡轮叶尖上进行激光熔覆涂层工艺探索也获得成功.     

环形件惯性摩擦焊接过程塑性区演化的数值模拟研究

基于弹塑性有限元理论,采用特殊的摩擦模型描述工件的摩擦行为,建立了GH4169环形件惯性摩擦焊接过程的热力耦合模型。计算并分析了惯性摩擦焊接过程中接头塑性区的分布、扩展规律及其与工件轴向缩短的关系,并计算了塑性区金属塑性变形速率的分布和变化情况。对摩擦焊接过程中塑性区的分布规律做了定性的实验验证,塑性区分布的计算结果和实验结果吻合较好。     

GH4169合金大型环形件的惯性摩擦焊接

介绍了获得了与母材等强度和塑性甚至稍高些接头的惯性摩擦焊方法,并用该方法成功地焊接了GH4169合金的大型环形件。     

GH4169高温合金惯性摩擦焊接温度场的数值模拟

根据惯性摩擦焊接过程的特点,结合摩擦学理论在研究了摩擦焊接摩擦面生热变化规律的基础上,建立了一个基于二维轴对称的有限元法传热计算模型.利用该模型可以模拟计算惯性摩擦焊接瞬态温度场的分布.并对同质材料GH4169-GH4169焊接进行了实例计算.用热电偶点焊在工件的表面的方法对GH4169-GH4169焊接过程中的温度变化进行了计算机实时多点测量.结果证实计算结果与试验数据符合良好.从而该模型可为进一步研究惯性摩擦焊接应力场、应变场和缩短量以及优化焊接工艺参数提供有效的依据.     

GH4169合金连续驱动摩擦焊接过程三维数值模拟

在考虑摩擦面上环向摩擦力对摩擦焊接过程影响的基础上,建立了连续驱动摩擦焊接过程的三维刚塑性热力耦合有限元模型。计算了GH4169合金棒材连续驱动摩擦焊接过程中的瞬态温度场、应力场及变形场,预测了焊件轴向缩短量。采用热电偶测温技术对摩擦焊接头外表面焊接过程的温度变化进行了实时测量,并测量了飞边形状和轴向缩短量。结果表明,摩擦焊接头的温度场、飞边形状和轴向缩短量的计算结果和实验结果吻合较好。模型有助于制定合理的焊接工艺规范。     

反应放热激光熔覆过程中的熔池状态分析

对激光熔覆涂层过程中,激光能量问题以及动态熔池的对流变化和温度场分布进行了分析,重点研究了反应放热激光熔覆的熔池特点.普通激光熔覆由于存在激光能量问题,不易得到较厚涂层.反应放热制备激光涂层时,材料在熔池中发生反应,放出大量热量,可以补充所需的能量,有利于熔化较厚的预涂层.并且,反应放热生成的增强相性能优良,是进行激光熔覆涂层的优选方法.在钛合金表面上,通过NiCrBSi和NiCrBSi+5wt.%B4C两种材料体系的激光熔覆试验,验证了反应放热制备激光涂层的优越性.     

GH4169惯性摩擦焊接过程动态再结晶组织演化的数值模拟

利用MSC.Marc的热力耦合弹塑性有限元模拟技术,建立了GH4169环形件惯性摩擦焊接过程的二维热力耦合有限元模型。考虑到惯性摩擦焊接过程中的温度变化,采用叠加原理对Na Y S建立的GH4169动态再结晶数学模型进行调整。借助MSC.Marc二次开发,将动态再结晶数学模型和有限元模型相结合,对惯性摩擦焊接过程中GH4169合金的动态再结晶组织演化进行数值模拟,得到了焊接过程中的动态再结晶分数和平均晶粒尺寸分布。对接头的宏观形貌和焊缝区的微观组织进行观察分析,发现模拟结果与实验结果吻合较好。     

Ti-22Al-25Nb合金惯性摩擦焊接头显微组织与力学性能EI北大核心CSCD

采用惯性摩擦焊技术焊接Ti-22Al-25Nb合金,研究热处理前后焊接接头微观组织和显微硬度的变化,分析接头在650℃和750℃高温拉伸力学性能.结果表明:接头原始态焊合区由B2相和极少量残余α2相构成,热处理后焊合区由B2相和O相构成,O相由B2相直接相变产生,相变过程无成分变化.原始态焊合区的显微硬度高于母材,780℃/3 h热处理后焊合区的显微硬度陡升,大量析出的细小O相促进硬度升高,800℃/3 h热处理后焊合区显微硬度介于原始态和780℃/3 h热处理之间.高温拉伸断裂位置均位于母材区域,650℃拉伸断口微观形貌呈韧性断裂特征,断口存在较多浅而小的韧窝.     

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线性摩擦焊接技术作为一种新兴的焊接技术,具有焊接温度低、焊接质量高、焊接过程无污染等诸多优点,已经成为最经济、实用的加工技术之一.通过对比不同焊接参数下TC17材料的冲击性能,得出焊接时间对材料的冲击性能影响很大,并确定在焊接频率为20Hz,振幅为4mm,压力为7个刻度值,焊接时间为12s时,材料的冲击性能相对较好且数值稳定,为以后发动机叶盘的焊接提供了依据.     

连续驱动摩擦焊接过程的三维与二维数值模拟对比分析

建立了连续驱动摩擦焊接过程的三维和二维刚塑性热力耦合模型.在三维模型中考虑了摩擦面上环向摩擦力对摩擦焊接过程的影响.计算了GH4169合金棒材连续驱动摩擦焊接过程的温度场、应力场及变形场.将三维模型计算结果和二维轴对称模型的计算结果及试验结果进行综合对比分析.研究发现,三维模型和二维轴对称模型的温度场计算结果相差不大,并且都和试验结果吻合得很好;但与二维轴对称模型相比,三维模型由于考虑了环向摩擦力,其等效应力计算值更大,也更合理,其飞边形状和轴向缩短量的计算结果更接近试验结果.三维模型能更好地模拟摩擦焊接过程.