镀铬层等离子束流界面强化工艺

针对高温化学气流冲刷烧蚀的使用状态，提出了等离子束流界面强化解决镀Cr层与基体结合强度不足的技术问题，用非转移等离子束流对镀铬钢件表面进行快速加热进行界面强化处理的工艺方法，介绍了等离子束流界面强化原理，进行了等离子束流强化工艺试验，并对试验结果进行了检测和分析研究，结果表明，镀Cr层与基体产生了冶金结合，较为显著地提高了镀层与基体的结合强度。     

形状记忆合金等离子束流的焊接

采用高能密度等离子束流对TiNi形状记忆合金板材进行焊接性研究.部分设计并建立了高能密度等离子束流试验装置系统.确定了参数之间的关系以及合适的参数调节范围.进而总结出可供工程应用的工艺参数范围.分别对焊接接头各部分微观组织特点、组织结构、记忆性能、抗拉强度进行了研究.研究发现,焊缝组织晶粒粗大,有新相Ni3Ti和Ti2Ni的析出;焊接热影响区窄;焊接接头的形状恢复率是母材的93.8%;母材抗拉强度为1 205 MPa,经500℃保温1 h热处理,焊接接头抗拉强度达750MPa,是母材抗拉强度的62.2%,断裂部位在焊缝中心.     

等离子束表面冶金热影响区的特点

通过对等离子束表面冶金热循环的特点和冶金过程的探讨,对钢基体热影响区进行了测试分析,并将热影响区划分为过热区、完全相变区和不完全相变区.其中过热区显微组织粗大,有魏氏体产生,硬度下降;完全相变区晶粒细化,硬度较高,不完全相变区组织只有部分发生转变,晶粒大小不均匀.过热区魏氏体组织的产生,使热影响区有脆化的倾向.     

球墨铸铁表面等离子束熔凝硬化区组织和性能分析

研究了球墨铸铁表面等离子束熔凝硬化区的组织和性能。结果表明:工作电流达50 A时可实现球墨铸铁表面的微熔硬化处理;工作电流增大,熔凝层和硬化层的深度、宽度增加,硬度值降低;熔凝硬化后,熔凝区石墨相消失,组织为细小的变态莱氏体+残余奥氏体,相变硬化区的组织为隐针马氏体+残余奥氏体+球状石墨+铁素体;过渡区出现包围石墨球的双壳组织,对提高耐磨性有利;沿硬化层深度方向显微硬度先降后升,达到最高值后又缓慢下降。     

热等离子束照射工业纯钛快速渗氮制备表面氮化层

以热等离子束作为等离子源，以氮气、氢气混合气体作为工作气体，对工业纯钛进行表面渗氮处理，并利用显微硬度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、金相显微镜分别对氮化后试样进行显微硬度测定、相结构及断面形貌分析。结果表明：在等离子束对试样进行15min的照射后即可在工业纯钛（TA2）表面获得具有一定厚度的硬度较高的氮化层。     

热等离子束照射工业纯钛快速渗氮制备表面氮化层

以热等离子束作为等离子源,以氮气、氢气混合气体作为工作气体,对工业纯钛进行表面渗氮处理,并利用显微硬度仪、X射线衍射仪、扫描电镜、金相显微镜分别对氮化后试样进行显微硬度测定、相结构及断面形貌分析.结果表明:在等离子束对试样进行15 min的照射后即可在工业纯钛(TA2)表面获得具有一定厚度的硬度较高的氮化层.     

等离子束表面冶金多道搭接层的组织与性能

利用送粉式DC—Plasma—Jet表面冶金设备,在低碳钢表面进行Fe—Cr—C—Si—B合金粉末等离子束表面冶金多道搭接试验,表面冶金带搭接率为50％。对试样搭接处的组织及性能进行了分析测试。结果发现,搭接区晶粒呈菊花状,组织相对细小致密,硬度有所提高。     

扫描速度对40Cr表面等离子束硬化层组织和性能的影响

采用等离子束热源对40Cr表面进行硬化处理.利用扫描电镜和金相显微镜分析了硬化层的显微组织结构,并对硬化层进行显微硬度和耐磨性测试.结果表明:硬化区整体形貌呈月牙形,熔凝区组织形态为隐针马氏体+网状索氏体+残余奥氏体,相变淬火区组织为隐针马氏体+网状屈氏体+残余奥氏体+铁素体;其他工艺参数不变,随扫描速度的增大,硬化层深度和宽度减小,而最高硬度增加;沿硬化层层深的硬度分布规律是,从硬化层由表及里显微硬度先升高后降低,最高硬度在次表层;沿硬化层层宽的硬度分布规律是,硬化层中心部位硬度略有降低,向两侧硬度先升高后降低,直至40Cr基体硬度.硬化处理后试样耐磨性显著提高.     

高铬铁基等离子束表面冶金层的耐空蚀性能研究

用等离子束表面冶金法在低碳钢表面制备了高铬铁基冶金层,采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、超声振荡磁致伸缩仪等研究了冶金层的组织形态和耐空蚀性能;用扫描电子显微镜对空蚀过程中冶金层的形貌变化进行了跟踪观察,并对空蚀破坏的过程进行了分析.结果表明,Fe-Cr-Ni-B-Si-C冶金层有较高的显微硬度,经42 h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的1.227倍,具有一定的耐空蚀性能.加入0.17wt%的RE后冶金层晶粒细化,组织均匀致密,显微硬度明显提高,经42 h空蚀试验后累积的质量损失量仅为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.507倍,耐空蚀性能有显著改善.     

等离子束表面微熔处理对硼铸铁硬化层组织与性能的影响

利用OM和SEM观察察分析了等离子束微熔处理后的硬化层组织,结果表明,其硬化层分为熔化区和固态相变区,熔化区组织为细小的共晶莱氏体+少量未溶石墨,而固态相变区组织为针状马氏体+残余奥氏体+片状石墨+含硼碳化物和磷共晶的复合组织.显微硬度分布测试结果表明,随着扫描速度的增大,硬化层深度和宽度减小,显微硬度减小.在熔化区域内无明显的硬度梯度,显微硬度一般为850～1000HV0.1,而在固态相变区中,存在着较大的硬度梯度,且熔化区和相变区之间有一软化带.实验还发现.在固态相变淬硬区底部存在着过渡区.磨损实验结果表明,该材料经微熔硬化处理后其耐磨件提高了约2倍.     

等离子束表面强化技术的研究进展

对等离子束表层合金化技术与激光技术特点和经济性进行了比较,综述了等离子束表面强化技术的基本原理、表面冶金技术、工艺方法和研究进展。与常规CO2激光技术相比等离子束表层合金化技术在技术上、涂层质量上、工艺适应性、生产成本上具有较明显的优势。对等离子束合金化的应用前景进行了展望。     

压缩氩弧等离子束扫描对化学镀Ni-P合金镀层组织与成分的影响

用压缩氩弧等离子束快速扫描化学镀Ni-P合金镀层.组织、成分、结构和性能研究结果表明,Ni-P合金重熔层大部分为胞状枝晶组织,由Ni基固溶体、α相(铁素体)和Ni3P相组成;次层为淬火马氏体组织;基体与熔凝层之间存在梯度扩散层.     

金刚石表面金属化可控Cr层的形成机制及性能

通过对金刚石表面盐浴镀Cr,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)观察并分析镀层的形貌、生长、结构及结合力,并研究了镀层厚度的可控及形成机制。结果表明,镀层的形成先由Cr与金刚石表面的C原子反应生成碳化物,反应充分后碳化物层主要为Cr7C3相;镀层反应扩散充分后表面吸附多余的Cr形成一层纯Cr相层。最佳盐浴镀覆工艺在750~850℃保温60 min,通过改变镀覆温度或保温时间可得到可控厚度的镀层,其厚度为0.75~3μm。另外,当镀层厚度超过3μm在冷却过程中会直接开裂开脱。在形成包覆较好的镀层下,镀层厚度越薄与基体的结合能力就越强。     

铝合金双丝MIG焊熔池图像采集与处理

针对铝合金双丝熔化极氩弧焊,分析研究了电弧弧光辐射和熔池视觉传感的特征,结果表明,双丝电弧辐射更强,采用近红外窄带滤波传感熔池视觉传感双丝熔池相对易于提高信噪比,在10～35 mm厚LY12和7A52铝合金V形坡口对接焊缝工艺试验的基础上,采用980 nm窄带滤波和合适的减光系统获得了较为清晰的铝合金双丝熔池视觉图像,分析了双丝熔池视觉图像特征,采用自动阈值分割等方法设计了计算机图像专用处理软件,获得了准确的双丝熔池边界及几何参数,为基于熔池视觉的铝合金MIG焊质量控制打下良好基础.     

基于CCD图像处理的等离子熔积焊缝检测系统设计

提出了一种由工业控制计算机、CCD摄像机和系统控制机构组成的等离子熔积焊缝检测系统。该系统采用被动式光源拍摄等离子熔积焊缝，能对同时存在弧光、烟尘、飞溅干扰条件下的等离子熔积进行高精度的实时检测处理，该系统具有干扰小、图像处理简单、控制精度高等优点。     

Development of an automatic post-weld inspection system based on laser vision

In order to overcome the limitations of manual post-weld visual inspection approach, an automated inspection system is developed which uses three-dimensioual laser vision system based on the principle of optical triangulation. The system hardware consists of a modular development kit （MDK）, a computer, an actuating mechanism and so on. In image processing algorithms, extraction accuracy of centric line of laser stripe is the critical factor that determines the system performance. So according to the features of laser stripe image, a novel algorithm is developed to detect the central line of laser stripe fast and accurately. Experiments have demonstrated that this system can be used in various weld features inspection of both butt and fillet types of weld. Compared with traditional manual inspection method, this method has obvious dominance. The three-dimensional reconstruction result shows that this system has high accuracy and reliability.     

Simultaneous observation of keyhole and weld pool in plasma arc welding with a single cost-effective sensor

The dynamic behaviors of the keyhole and weld pool are coupled together in plasma arc welding, and the geometric variations of both the keyhole and the weld pool determine the weld quality. It is of great significance to simultaneously sense and monitor the keyhole and the weld pool behaviors by using a single low-cost vision sensor in plasma arc welding process. In this study, the keyhole and weld pool were observed and measured under different levels of welding current by using the near infrared sensing technology and the charge coupled device （CCD） sensing system. The shapes and relative position of weld pool and keyhole under different conditions were compared and analyzed. The observation results lay solid foundation for controlling weld quality and understanding the underlying process mechanisms.     

视觉传感及图像处理技术在焊接中的应用

简述了视觉传感及计算机图像自理技术的基本原理,并对其在焊接工程中的应用现状和发展前景进行了论述。     

W-Mo-Y等离子共渗合金层的研究

研究Q235钢表面等离子W-Mo-Y共渗层的组织、成分、结构、显微硬度,计算渗层中不同位置、浓度下的W、Mo原子扩散系数。结果表明：渗层组织为柱状晶,W、Mo元素呈梯度分布,Y的分布不均匀。共渗层主要结构相为钨钼在α-Fe中的固溶体和Fe17Y2,共渗层显微硬度最高256 HV0.05;Y元素降低表面W、Mo的活度,W、Mo合金元素的化学势变小,表面与基体之间的化学梯度减小,W、Mo原子扩散速率减慢;W-Mo-Y共渗层厚度要比W-Mo共渗层厚度薄;通过Fick第二扩散定律计算表明,在W-Mo-Y共渗和W-Mo共渗时,不同渗层中的W、Mo扩散系数有所不同,但属同一数量级即：10-13～10-14之间。