高频双极性微束等离子弧焊电源研制

本文设计了高频双极性微束等离子弧焊电源,电路部分包括直流电源电路、控制电路和脉冲电路,经试验表明,该电源具有电源空载电压250V,陡降特性,电流输出范围0．1-30A,恒流闭环控制,高频双极性输出。很适合于铝合金等材料的薄板焊接。     

新型微束等离子弧焊接电源的研制

鉴于高频电弧具有较强的自收缩作用及较好的电弧稳定性的特点 ,研制了调制型脉冲微束等离子弧电源 .本电源可通过对高频电流的低频脉冲调制调节电弧对焊缝的热输入 ,同时具有电弧能量密度大、主弧空载电压低及起始电流递增和熄弧电流递减等功能 ,适用于铜、钛、不锈钢等金属薄件、微细件的焊接 .     

横向稳态磁场作用下微束等离子电弧数值分析

为分析外加横向稳态磁场作用下电弧特性与电弧对工件热、力输入的变化规律,本文建立了微束等离子电弧三维模型,将外加磁场简化为背景场添加至模型,使用有限元分析软件COMSOL进行求解计算.结果表明:外加横向稳态磁场作用下,喷嘴内部各项特性均未发生较大变化,喷嘴下方电弧等离子体在洛伦兹力的作用下向x负方向移动,电弧温度、等离子...     

旁路耦合微束等离子弧焊增材制造的热过程

针对旁路耦合微束等离子弧焊电弧增材制造中的热物理过程,利用K型热电偶测量堆垛过程中不同焊接速度、不同旁路电流和不同堆垛顺序下的热循环曲线,分析研究堆垛成型时各参数对热过程的影响。结果表明:随着焊接速度的增大,母材热输入减小;在合适的旁路电流区间内,增加旁路电流,母材热输入减少;且同向堆垛散热性要优于往复堆垛。精确控制旁路电流、合理规划堆垛路径可较好地控制旁路耦合微束等离子弧焊电弧增材制造的热过程。     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层

采用微束等离子喷涂(MPS) 在Ti6Al4V基体上制备了羟基磷灰石(HA)涂层, 并以大气等离子喷涂(APS)为对照. 利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对MPS涂层形貌、相组成和结晶度进行了研究. 结果表明: 在微束等离子喷涂过程中, HA 的分解程度比大气等离子喷涂有显著降低, 除了HA相, 仅形成β-TCP相和非晶相. MPS涂层的结晶度主要受喷涂距离的影响. 喷涂距离较短(<80mm)时, 涂层结晶度高于APS方法制备的涂层. 喷涂距离在130mm时, 涂层结晶度低. 大气等离子喷涂层含有β-TCP、α-TCP、TTCP、CaO和非晶. MPS涂层分解较APS少的主要原因是喷涂过程中HA粒子过热不严重.     

微束等离子多层熔覆NiCrBSi的试验研究

为了在降低熔覆层裂纹敏感性的同时获得低稀释率熔覆层,用微束等离子弧热源在低碳钢圆管表面熔覆12层NiCrBSi,成形后利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对多层熔覆的熔覆层的微观组织、元素分布及相组成进行了分析.结果表明,采用微束等离子弧熔覆得到的多层熔覆主要由γ-Ni,Ni3B,Cr21.34Fe1.66C6和Cr2B3相组成,其中的强化相弥散分布;无气孔和裂纹,层与层间结合致密,分层未见明显;焊缝组织均匀,晶粒细小,稀释率低,热影响区很小.     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层相结构的微拉曼光谱研究

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)涂层以其优异的生物相容性和骨传导性在生物医疗领域得到了广泛应用。然而,HA涂层的生物性能与其组织结构密切相关。本研究采用微束等离子喷涂技术,在Ti-6Al-4V基体上制备HA扁平粒子及HA涂层。采用扫描电镜(SEM)分别对原始HA粉末、HA扁平粒子表面和HA涂层截面的形貌进行了观察。通过微拉曼光谱对扁平粒子和涂层截面微区的相结构进行分析,得到磷酸基团(PO_4~(3-))及羟基基团(OH~-)在所选定区域的信息,对900～1 000 cm~(-1)频率范围的内的微拉曼光谱进行分峰拟合,获得了微束等离子喷涂HA扁平粒子表面相分布情况以及HA涂层沿厚度方向相结构的变化。结果表明,单个HA扁平粒子以非晶相为主,而在涂层中,靠近基体部分的相组成以非晶相及分解相(β-TCP)为主,仅包含少量HA晶体相,随着离涂层与基体界面距离的增加,非晶相及分解相含量逐渐减少,HA相增多,在近涂层表面非晶相和分解相(β-TCP)略有增加。     

小电流高频TIG焊电弧稳定性的研究

本文以大量的试验结果表明了电流频率、钨极尺寸和保护气体成分等对小电流 TIG 焊电弧稳定性的影响规律。并得出6～8A 小电流时的电弧稳定性条件是采用20KHz 以上的高频电流。(Ar+2%H_2)混合气体保护和直径为φ0.5mm 的细铈钨极。     

超声对等离子电弧的影响及焊接试验研究

随着现代工业生产技术的发展,超声波在材料加工领域应用越来越广泛,相继出现了多种超声波与焊接相结合的方式,在一定程度上提高了焊接质量和生产效率,增强了焊接的适应性。详细介绍了一种超声电弧技术,即利用外加超声源调控等离子电弧作为相应热源进行焊接的技术。电弧试验研究显示,受超声调制的等离子电弧呈规则的圆锥形,压缩明显,电弧中心区压力增大。在焊接试验中,发现施加超声后,焊接熔滴尺寸更小,过渡频率明显增加,焊缝的熔宽和熔深都不同程度增加。利用该方法可以克服普通电弧焊接熔深浅、电弧能量不集中、焊接效率低等缺点。     

高频磁场标准的研制

本文介绍采用标准磁场法和标准环天线法研制完成的国家高频磁场标准装置。其工作频率为１０ｋＨｚ～３０ＭＨｚ；发射场强为１～１００ｍＶ／ｍ；不确定度为０．２５ｄＢ。标准磁场法装置与标准环天线法装置的比对一致性为０．４５ｄＢ；标准环天线装置与ＴＥＭ室标准场装置的比对一致性为０．４０ｄＢ。     

脉冲电流测量方法分析与比较

脉冲电流测量是脉冲功率技术中经常要进行的项目。脉冲电流测量方法分为传统的欧姆定律和非侵入式法。本文在研究脉冲电流测量技术应用现状的基础上,总结了目前常用的几种测量方法的原理和优缺点,包含分流器法、Rogowski线圈法、霍尔电流法、磁光式电流法、法拉第筒法等,并对脉冲电流测量技术的发展趋势做了展望。     

高频电场标准装置的研制

本文介绍新近研制成功的高频电场标准装置。该装置采用标准电场法原理，由１３副工作频率各异的半波谐振偶极子天线作标准发射天线，覆盖频率范围３０￣１０００ＭＨｚ，在长４０ｍ、宽１２．５ｍ的钢质开阔试验场上，发射场强１００￣１２０ｄＢμＶ／ｍ，不确定度优于１ｄＢ，目前已用于场强量值传递和天线校准等电磁兼容试验。     

蠕墨铸铁焊接温度场、应力场研究

以高温应变片和热电偶为敏感元件，对蠕墨铸铁材料焊接过程中的温度场、应力场进行了测试，分析了焊接电流、焊接速度对温度场、应力场的影响规律，提出了减小焊接应力的基本方法。     

脉冲电流烧结机理的研究进展

脉冲电流烧结（Ｐｕｌｓｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ,ＰＥＣＳ）是材料科学领域开发出的一种新型快速烧结技术,已广泛应用于金属与合金、结构陶瓷、氧化物超导体、复合材料、热电材料、高分子材料以及功能梯度材料的制备．本文简介脉冲电流烧结特征,结合ＰＥＣＳ烧结条件对铜粉末和氧化铝粉体致密化及显微结构影响的实验证据,就脉冲电流烧结过程和机理进行探讨．     

Microstructure and Temperature Distribution in ZnAl2O4 Sintered Body by Pulse Electric Current

Microstructure of reaction sintering of ZnAl2O4 at 1500℃ by hot-pressing(HP) and pulse electric current was investigated. The results indicated that the existed cracks in sintered body were caused by structure mismatch. It is the evidence that periodical temperature field existed during pulse electric current sintering of nonconductive materials.The distance between high temperature areas was related to die diameter.     

强脉冲电流对Cu-SiCp/AZ91D组织和性能的影响

在不同强脉冲电流作用下制备Cu-SiCp/AZ91D复合材料,分析了复合材料的组织结构及相组成,并对其组织形成机理和显微硬度进行研究。结果表明:Cu-SiCp/AZ91D复合材料主要由基体α-Mg,沿晶界增长的第二相离异共晶β-Mg₁₇Al₁₂以及沿β相生长的硬质强化相Mg2Si组成,有少量Cu弥散分布在β相上。未施加强脉冲电流的复合材料晶粒尺寸较大;施加强脉冲电流后晶粒得到细化,脉冲峰值电流为1500 A时晶粒尺寸最小。脉冲峰值电流在0~1500 A时,晶粒以形核为主,所得晶粒尺寸随着脉冲峰值电流增加而减小;脉冲峰值电流在1500~2000 A时,晶粒以长大为主,晶粒尺寸随着脉冲峰值电流增加而增大。Cu-SiCp/AZ91D复合材料显微硬度增长趋势与晶粒细化效果一致,未施加强脉冲电流的复合材料平均显微硬度最小,为HV_4.959.73,脉冲峰值电流在1500 A时显微硬度最大,为HV_4.971.08。     

脉冲电流对7475铝合金超塑性变形力学性能的影响

旨在确定脉冲电流对7475铝合金超塑性变形的宏观力学性能的影响，以探求脉冲电流对降低7475铝合金超塑性变形条件的可能性，实验结果表明，施加脉冲电流后，合金的延伸率和反变敏感性指数都有很大提高，对于普通超塑性变形所能达到的延伸率，施加脉冲电流后在降低变形温度和提高变形速度的情况下仍能达到，电流对超塑性变形金属内物质迁移的促进应是产生这一现象的原因。     

搅拌摩擦焊接温度场研究

搅拌摩擦焊接（FSW）传热过程直接决定工件所经历的热循环，进而影响焊接接头的微观组织和力学性能。同时温度场的分析对于预测接头残余应力和变形，以及焊缝区硬度揶具有重要意义。本文在工艺研究的基础上。分析了FSW的产热过程；采用K（EU-2）型热电偶（测量温度范围0～1300℃）配合XMT-101型数显仪，对焊接过程中紫铜板的温度分布与变化进行了测量。初步获得了谊焊接过程的热循环规律。为进一步研究搅拌摩擦焊接温度场奠定了一定的基础。     

激光表面熔凝温度场计算

本文介绍了一种简单的半解析法—热源函数法在Ｃｕ－Ｍｎ和Ａｌ－Ｃｕ合金激光表面快凝熔池温度场计算中的应用,计算结果与实验结果的对比发现两者在中等扫描速度（ｖ≤１ｍ／ｓ）下符合得较好。