不同热输入对TC4钛合金激光焊焊缝形貌和性能的影响

采用激光器YLS-10000型光纤激光器进行试验焊接5mm厚的TC_4钛合金,研究不同热输入变化对焊接接头形貌以,微观显微组织、显微硬度的影响。试验结果表明:TC_4钛合金焊缝具有三种截面形貌,分别为漏斗形和酒杯形、双曲线形,在热输入超过72J/mm后,能够将焊缝充分焊透。热输入不一样,焊接组织具有一致性,焊缝组织为针状马氏体α′,没有发现新相,热影响区硬度发生突变具有软化区。原因是冷却期间焊缝区将存在α′,焊缝区α′比热影响区的数量要多,故接头硬度值先降低后升高,不同热输入下焊接接头整体硬度高于母材,随着热输入的增加焊缝的平均硬度增加且软化区向母材移动。     

单一氟化物对钛合金激光焊的影响

对TC4钛合金选取单一氟化物 NaF，Na2SiF6，YbF3为活性剂进行活性焊接试验，采用5 mm单激光焊试验分析其对焊缝熔深、熔宽及等离子形态分析。 试验结果表明，单激光焊试验中所选活性剂对焊缝熔宽和熔深影响各不相同，但均能减小熔宽和增加熔深，其中YbF3效果最好；涂敷活性剂之后有效地降低了焊接等离子体的电子密度。     

爆破动荷下排土场的稳定性分析

针对国内某露天矿生产区爆破对既有排土场稳定性的影响,采用强度折减动力分析法,结合ANSYS对其进行数值模拟分析,通过观察坡体塑性应变区的变化规律,得出坡体稳定性系数。对比实测、模拟结果,说明结果的合理性。分析得出排土场安全振动速度阀值为15～20cm/s,预测坡体终了变形及破坏情况,为矿山今后的日常生产提供一定的指导意义。     

TC4钛合金活性激光焊焊缝成形及组织性能

选取CaF₂、NaF和Na₂SiF₆作为活性剂对TC4钛合金进行活性激光焊接,在焊接过程中利用高速摄像机采集焊件上方的光致等离子体图像,焊后借助光学显微镜测量焊缝熔深和熔宽,利用EBSD观察分析焊缝显微组织,采用能谱仪测试焊缝元素组成,测试接头硬度和抗拉强度。结果表明,由于活性剂改变了焊件表面状态和压缩光致等离子体面积从而提高了激光吸收率,这使得焊缝熔化区面积增加;活性剂均可以使未熔透焊缝的熔深增加,正面熔宽减小,熔透焊缝正面熔宽减小,中部和背面熔宽均增加,3种活性剂中Na₂SiF₆对TC4钛合金激光焊焊缝成形的影响最明显;活性剂对焊缝下部显微组织影响不大,涂敷CaF₂和NaF后,焊缝上部β柱状晶的生长方向与未涂敷焊缝β柱状晶生长方向都指向焊缝表面,涂敷Na₂SiF₆焊缝上部β柱状晶的生长方向指向焊缝中心。涂覆CaF₂焊缝针状马氏体α′形态变化不明显,涂敷NaF的针状马氏体α′变得稍细,而涂敷Na₂SiF₆的针状马氏体α′变得短且细,较涂敷CaF₂和NaF的焊缝变化最明显。涂敷Na₂SiF₆的接头抗拉强度提高约12.5%,从改善焊缝成形和提高接头力学性能考虑,Na₂SiF₆可作为TC4钛合金激光焊的首选活性剂。     

基于正交实验的TC4钛合金激光焊接头组织性能优化研究

为研究5 mm TC_4钛合金激光焊的最优工艺参数,采用YLS-10000型光纤激光器进行实验。设计三因素、三水平正交实验,研究功率、速度和活性剂对熔宽、熔深和成型系数的影响。通过极差方法优化工艺,并用综合平衡找出最佳工艺。结果表明,工艺对熔宽的影响按大小排列为活性剂速度功率,熔宽的最优组合是A_3B_1C_2;工艺对熔深的影响按大小排列为速度功率活性剂,熔深的最优组合是A_3B_1C_2;工艺对成型系数的影响按大小排列为活性剂功率速度,成型系数的最优组合为A_2B_3C_3。经过综合评价最优工艺是功率为2 900 W,速度为0.06 m/s,活性剂为Yb F_3。优化后焊缝组织为针状马氏体α′,在融合区组织为等轴晶,热影响区主要为α+β+α′,且越靠近焊缝的热影响区晶粒越粗大,晶内马氏体越多、越密集。接头硬度值随着与焊缝中心距离的增大先降低后升高,且在距离焊缝中心0.8～1.2 mm粗晶区硬度发生突变,存在一个软化区。     

复杂地质条件下大型地下洞室群稳定性分析

为了分析在复杂地质条件下大型地下洞室群的稳定性,以某水电站地下洞室群工程为研究对象,阐述了其工程地质赋存条件,指出了影响其开挖稳定的三大因素（高应力、大尺寸、复杂地质条件）,概化了其典型地质剖面,并依此建立了数值仿真分析模型,进行开挖后洞室群稳定性分析。通过对计算结果分析,提出了相应的支护措施,并根据位移监测结果、声波测试结果对数值计算结果进行了相应的验证,结果表明,数值分析结果可信度较高,可作为工程稳定分析依据。     

基于响应面法设计的TC4钛合金激光焊复合活性剂优化

焊缝熔深和焊接成形系数是影响焊接效率的主要因素,文中采用Design-Expert V12的响应面法对TC4激光焊进行复合活性剂配方设计,研究活性剂对TC4激光焊焊缝熔深和成形系数的影响规律。结果表明,基于响应面法设计出Na2SiF6与Y2O3,Na2SiF6与TiO2,Y2O3与TiO2对焊缝熔深起正交互作用,Na2SiF6与Y2O3和Na2SiF6与TiO2对成形系数起正交互作用,涂覆优化的复合活性剂焊接TC4钛合金,焊缝熔深比未涂覆活性剂的增加了1.49倍,成形系数达到0.494;涂覆复合活性剂Ⅰ既能显著细化焊缝粗大的柱状晶,又能细化晶内针状马氏体α’相,热影响区宽度有所减小,焊缝表面成形质量优良,其焊接接头抗拉强度比未涂覆活性剂提高约5.53%,断后伸长率提高约1.5%。