镁合金半固态触变压铸技术研究现状

镁合金半固态成形技术比普通成形技术有许多显著优点,对其展开探讨总结将有助于丰富半固态成形理论,加速半固态成形技术的工业化运用。本文在等温热处理方法制备半固态非枝晶组织取得的成果基础之上,概述了通过等温热处理方法制备镁合金半固态非枝晶组织的进展,总结了半固态等温热处理触变压铸成形技术的现状,指出了镁合金在半固态触变压铸中存在的一些问题,最后展望了镁合金半固态触变压铸的发展趋势。     

过共晶Al-Si合金半固态触变成形本构方程

通过对过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金进行半固态单向压缩热模拟试验,研究变形温度为833 K、853 K 、873 K,应变速率为0.1 s–1、0.01 s–1、0.001 s–1的半固态触变成形行为。试验结果表明,变形抗力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而增大。对试验得到的真实应力应变曲线进行分析,提出将不同真应变范围的半固态触变成形过程划分为类弹性变形、应变硬化和流变-黏塑性变形阶段的新方法,并分阶段建立半固态触变本构方程,采用多元回归得到各阶段的本构方程表达式。所建半固态触变本构方程与试验曲线的比较结果表明,大多数相关系数均在0.95以上,相伴概率均小于0.001,说明根据所建本构方程计算得到的真应力-真应变曲线与试验曲线吻合良好,所建本构方程有意义且具有较高的精度,能够体现出该合金半固态触变过程变形行为,可以将其应用于过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金半固态触变成形过程的数值模拟。     

半固态材料触变成形通用本构方程及其优化

采用半固态成形机理分析和试验研究相结合的方法,建立半固态触变成形的粘塑性本构方程,并提出本构方程的优化新方法。通过半固态Al-4Cu-Mg合金的等温压缩试验研究,分析试验数据,得到本构方程中的4个待定系数,并以此作为优化设计的初试值。结合本构方程的形式,对其进行特性分析和优化。将含优化变量的本构方程作为子程序引入到有限元数值模拟中,可以得到对照热模拟试验结果的若干工艺条件下半固态Al-4Cu-Mg合金的应力应变曲线。通过比较有限元数值模拟结果和热模拟试验结果可知,利用提出的本构方程优化新方法,不仅可以剔除热模拟试验数据中几何效应的影响,而且还能准确地描述半固态材料的触变成形规律,从而可以提高数值模拟的精度与可靠性。     

半固态AZ91D镁合金组织与性能研究

采用双螺杆机械搅拌法制浆技术与半固态流变压铸成形工艺相结合，直接在压铸机的压射室中成功地制备出优质半固态镁合金坯料，极大地节约了模具的开发费用。坯料的初生α-Mg相细小、圆整，且晶粒平均尺寸为40～60μm。电子探针分析结果表明：坯料微观组织中未见明显的溶质扩散层，在细小的网状共晶相中析出了大量的晶粒尺寸为5～10μm的二次α-Mg相；半固态流变压铸成形工艺在提高铸件致密度的同时，也提高了铸件的硬度，与液态压铸成形试样相比，其密度提高了0．33%，硬度提高了4．6％。     

不锈钢薄板光纤激光焊接的组织与性能

采用GSI的JK-200FL型连续光纤激光器实现了 0.2mm厚304不锈钢片的对接焊.在氩气保护下,优化后工艺参数为激光功率90W,光斑直径0.2mm.焊接速度1200mm/min,获得成形良好,无缺陷的焊缝.采用金相显微镜可见焊缝组织由边缘细小的柱状晶和中心部位细小的等轴晶组成.经硬度测试和弯折测试,表明焊缝处的硬...     

金属超薄板光纤激光焊接

采用连续激光焊接,焊接速度可以达到50～60mm/s,相对于脉冲激光焊接,生产效率上极具优势。采用波长为1070nm的光纤激光对厚度为0.1mm的304不锈钢超薄板进行连续激光搭接焊,研究了焊接功率、焊接速度和离焦量等焊接工艺参数对焊缝质量的影响规律。实验表明,焊接功率的增加会逐步增加焊缝的熔深和熔宽,当焊接功率达到160W时,焊缝在下层板的熔深陡然增大,出现了不锈钢超薄板的激光深熔焊;此外,相对于负离焦,正离焦更容易得到更深的熔深,但焊缝宽度会略有增加,采用+1mm的离焦量产生大熔深和窄焊宽,因此不锈钢超薄板激光焊接适宜采用正离焦。     

镁合金触变成形技术在壳罩产品上的应用

介绍镁合金的特点和镁合金在壳罩产品上的应用状况;对镁合金触变注射成形产品与镁合金压铸产品的特点进行比较,列举了一些镁合金触变注射成形零件及其特点。说明镁合金触变注射成形技术有很好的市场前景。     

光纤在激光焊接中的应用

1 光纤焊接机理 光纤焊接是70年代中期兴起的一项新技术,机理上与普通激光焊接并无不同,只是以光纤作为其有效而简便的导光系统,其焊接过程仍完全遵循光—物作用规律。它也是一种熔化→焊接过程。具有足够大的功率密度的激光束,经由光纤投射到对象物后,必然产生相应的吸收与反射,被吸收的光能将完成相应的热转换、扩散、传导、对流和辐射,而对象物受光部位则产生相应的温升、熔化、气化、热应力和金相显微组织变化。 应用与研究表明,影响这一过程及焊点最终形成的一个重要因素是材料表面的激光功率密度P。     

镁合金的半固态成形工艺与应用研究

本文从镁合金半固态成形工艺及应用等方面论述了目前国内外的发展现状，并展望了镁合金半固态成形技术在中国的发展前景。     

镁合金半固态成形的现状及发展前景

阐述镁及镁合金的特性。从非枝晶坯料的制备、坯料的重熔加热和半固态的成形工艺等三方面介绍镁合金半固态成形的研究现状。详细介绍采用机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法(Strain-induced M elt ActivationProcess,SIMA)和半固态等温热处理法制备非枝晶坯料的最新研究成果。展望我国镁合金半固态成形技术的发展前景。     

304不锈钢光纤激光对接焊缝焊接试验研究

采用光纤激光对6 mm的304不锈钢进行对接焊接试验,分别研究了激光功率、焊接速度、离焦量等参数对接头性能的影响。结果表明:激光功率为4 k W,焊接速度0.038 m/s,离焦量为0 mm时,得到较为优异的焊接接头。焊缝区的硬度较高,接头试样抗拉强度是母材的83.0%,可以在断口处发现存在一定的剪切唇,且断口呈撕裂状,韧窝形貌明显,属于韧性断裂。     

机器人光纤激光焊接TA15钛合金的工艺研究

采用机器人光纤激光焊接系统对厚3 mm的TA15钛合金进行激光焊接试验。为保证焊缝质量,研发了一套专用的侧面气路保护装置。研究了激光功率、焊接速度、离焦量和保护气体流量等参数对焊接质量的影响,获取了优化后的焊接工艺。     

大功率光纤传输连续激光焊接系统

介绍了大功率Nd:YAG光纤传输连续激光焊接系统的设计原理，特性及其在工业中的应用，利用四棒串接，动态调整等技术在国内率先获得了1280W的固体激光输出，采用光纤实现了大功率激光的远距离柔性传输；提供了大板拼焊的激光设备。     

半固态镁合金数字黏度仪的研究与设计

介绍了一种半固态数字式旋转黏度计, 该仪器可以准确测量高温下任一温度和不同剪切速率的黏度.黏度仪转筒在转动时,在旋转的反方向上产生扭矩,扭矩传感器将扭矩转换为模拟电压信号,然后经A/D转换板放大再转换成数字信号输入到微机中,从而计算出半固态浆料的黏度值.数据处理时,采用了力矩和温度传感器,采集每个黏度值的同时也记录了相应的温度,而后将不是测量温度下的黏度值剔除,从而保留需要的黏度值.经过测试,黏度仪的测量精度、稳定性、软件的可操作性都达到了实际应用的要求.     

镁合金半固态数字粘度仪的研制

介绍一种半固态数字粘度仪的测量原理、机械结构和电路设计。经过模拟调试和实际使用，表明该仪器能够满足实际应用的要求。     

光纤激光焊接ANSI304不锈钢中厚板工艺参数研究

随着海工装备和核电工业的发展,对不锈钢厚板的焊接要求越来越高.采用正交试验方法对6mm厚的ANSI 304不锈钢进行光纤激光拼焊,研究了工艺参数(包括激光功率、焊接速度和离焦量)变化对304不锈钢(0Cr19Ni9)焊接结果的影响,结合激光深熔焊原理对试验结果进行了理论分析,并对焊接试件进行了拉伸试验,检测了焊接试件的拉伸性能,获得了6mm厚ANSI 304不锈钢激光焊接的最佳工艺参数.     

镁合金激光胶接焊接头微观及力学性能

采用激光胶接焊焊接镁舍金，利用现代测试手段分析接头的微观组织特征，并分别研究激光焊、胶接和激光胶接焊3种接头在相同工艺参数下的剪切力和抗剥离力，在较好的工艺参数下，激光胶接焊焊缝成形良好。在激光热源的作用下，焊缝区内胶层受热分解并以气体形式逸出焊缝，并未影响焊缝的组织熔舍；焊缝边缘附近胶层炭化裂解，存在胶层失效区，虽减小胶层的承载面积，但该区域很窄，对接头的实际承载能力影响不大。激光胶接焊接头剪切力最大，胶接接头次之，激光焊接接头剪切力最小；激光胶接焊接头的抗剥离力远大于胶接接头的抗剥离力。激光胶接焊有效提高接头的实际承载能力，因此具有很大的发展潜力。     

基于腐蚀型多模光纤的光纤激光传感器

将一种新颖的基于腐蚀型多模光纤MMF级联的干涉型光纤传感器和光纤光栅传感器相结合,提出一种新的可以同时测量温度和液位的光纤传感器装置,并对其实验结果进行分析,光纤光栅和激光干涉仪作为激光光腔的滤波器,对应这两个滤波器,输出两个稳定波长,这两个波长对液位和温度有不同的反映特征。通过FBG输出的波长对液位不敏感,对温度的敏感性是0.012 3nm/℃。通过干涉仪输出的波长对液位敏感,并且灵敏度是0.229 4 nm/mm,它的温度敏感性是0.064 8 nm/℃。这样,根据不同的液位和温度的光谱响应,可以实现同时测量,该传感器与其他光纤传感器相比有不受检测范围限制,高分辨率和高灵敏度的优势。     

热压对镁合金焊接接头拉伸性能的影响

通过拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜等研究了热压对AZ31B镁合金钨极氩弧焊焊接接头拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明:热压后焊接接头的抗拉强度和伸长率分别可达200MPa和10%,比焊态的分别提高了18%和67%;焊态接头拉伸断口以解理断裂为主,呈现出较多的脚印状小平台,同时伴随有少量韧窝;而热压后焊接接头的断口具有平台撕裂畸变现象,可以观察到热压塑性变形流变线,晶界表现出一定的滑动协调现象。     

光纤型激光器在不锈钢焊接中应用研究

采用光纤型激光器,研究了激光焊接焦距的确定方式和不同离焦量对熔深的影响.光纤激光器在确定焦距的焊接过程中,设置同一工艺参数,焦距处的焊接表面与离焦处的表面明显不同,有着焊缝宽度和熔透程度的不同;同时在探究离焦量与熔深关系的过程中,通过改变离焦量来焊接得到不同的样件,经过金相观察焊接的不锈钢管熔深情况,讨论了离焦量的大小...