微束等离子粉末熔覆金属零件直接快速成形研究

对微束等离子熔覆金属零件直接快速成形技术进行了初步研究.构建了该成形系统的软、硬件实施.利用该系统制造了一个由80层熔覆层堆积而成的简单空心筒状零件,其直径误差小于5%,高度和垂直度误差小于2%.对成形件的组织分析表明,成形件中部典型组织表现为短小枝晶,层与层结合处可看到明显的组织分界,结合处组织向等轴晶转变.熔覆率为132 g/h,粉末利用率为85%～90%.硬度测试表明,成形件硬度主要分布在200～260 HV,上部和底部硬度值略高于中部,硬度值为260～320 HV.     

基于微束等离子熔覆的直接金属快速成形系统设计

金属零件直接制造技术目前已成为快速成形技术的研究热点和重要发展方向.提出一种基于微束等离子熔覆工艺的直接金属成形方法,介绍该方法的工作原理和系统构成,设计并开发基于等离子熔覆的金属零件直接制造软、硬件系统,并采用该系统进行中空零件成形实验.实验结果表明,并采用微束等离子熔覆直接制造系统可以得到成形良好、组织细密的金属零件.     

基于等离子熔覆快速成形零件的组织与性能

为了采用微束等离子弧粉末熔覆快速成形技术,在低碳钢基板上进行了铁基合金粉末Fe313的直接金属成形试验.通过光学金相显微镜和扫描电镜观察分析了成形金属零件显微组织和形貌,并利用维氏硬度计测试了熔覆层的显微硬度.结果表明,成形件中部典型组织表现为岛状的M-A组元,层与层结合处可看到明显的组织分界,先成形层受到后成形层的热影响,会引起晶粒细化,成形件硬度沿高度呈U形分布,中间熔覆层由于后道焊缝的回火作用而有所软化,导致硬度降低.     

基于微束等离子弧三维焊接的直接金属成形系统设计

基于分层制造概念的金属模型的制造是当今快速成形领域的热门研究课题。基于微束等离子弧三维焊接的直接金属成形系统是一种可以实现金属零件及模具快速制造的方法。本文在分析了直接金属成形原理的基础上，结合直接金属成形系统的研制工作，介绍了该系统的总体结构和特点，并具体描述了该系统的软、硬件实施。     

等离子弧及新型IGBT微束等离子焊接设备

介绍了等离子弧及新型ＩＧＢＴ微束等离子焊接设备。     

微束等离子弧焊接焊缝熔宽的实时检测控制系统

采用微束等离子弧焊的方法直接制造金属零件是一种新型的快速成形制造工艺。控制累加层之间的累积精度，对控制成形零件的表面精度十分重要，用CCD对焊缝熔宽实行实时监控，考虑到弧光的干扰，对等离子弧光的光谱特性进行分析，采用窄带滤波方法，并对熔池图像进行处理，采用模糊控制实现对焊缝熔宽的实时监测，改善了成形零件的表面质量。     

金属波纹管微束等离子弧焊接状态监测系统的研制

为提高焊接质量、改善工作条件,研制了一种用于金属波纹管内圆焊接状态监测系统。该系统由光学系统、摄像机、操作机构等组成,可以获得清晰、放大的微束等离子电弧与焊缝图像,从而确定焊缝的对中情况,改善焊工工作条件。该系统同时适用于其他特殊环境下的焊接状态实时监测。     

熔覆枪扫描速度对镍基微束等离子熔覆层性能的影响

在低碳钢圆管表面使用微束等离子弧熔覆了Ni基合金.采用扫描电镜、x射线衍射和显微硬度计研究了不同扫描速度熔覆层的组织形貌、结构、成分与性能.结果表明,随着扫描速度的增大,熔池趋向不稳定,粉末利用率下降,同时热影响区减小,组织细化,稀释率降低.     

不同介质微束水蒸气等离子弧的切割性能

采用不同介质的水蒸气等离子弧进行了切割试验研究，试验研究表明，不同介质的水蒸气等离子弧具有不同的切割特点，乙醇或丙酮的加入，使水蒸气等离子弧切割性能得到明显的改善。     

薄壁件等离子弧熔覆快速成形的温度控制研究

介绍一种基于等离子弧熔覆的薄壁件快速成形工艺,通过数值模拟与实验相结合的方法研究不同的热输入与散热条件下,薄壁件成形中的温度分布规律及控制方法。研究结果表明:在成形中,当等离子弧功率不变时,薄壁件的温度会越来越高,导致因过度熔化而坍塌;随着层高的增加,逐步减小等离子弧功率,可以明显减少热输入,改善过度流淌等缺陷,但等离子弧功率过低时会导致无法将填充金属丝熔化而产生夹丝。提出一种减小等离子弧功率与跟随式直接水冷相结合的成形温度控制方式,有效控制了成形过程中薄壁件的整体温升,避免了薄壁件的坍塌、夹丝等缺陷,保证了成形质量。     

AZ31B镁合金熔化极气体保护焊焊缝的组织和力学性能(英文)

使用熔化极气体保护焊对变形镁合金板材对接。在不同焊接工艺参数下观察焊缝中的气孔特征,分析气孔成因以及气孔对接头微观组织和力学性能的影响。显微组织检测结果表明:气孔主要分布在焊缝顶部或底部,而且气孔能相互连接甚至产生裂纹。然而,在合适的焊接工艺参数下,气孔的产生可以得到有效控制。拉伸测试结果表明:接头的平均抗拉强度接近甚至高于母材。由于第二相β-Mg17(Al,Zn)12的强化作用,焊缝区的硬度高于母材。     

RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征

对RuTi钛合金与1060Al进行脉冲熔化极氩弧熔-钎焊(P-GMAW),采用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪等对RuTi/1060Al接头显微组织进行分析;对焊缝中的析出相及钛合金侧过渡区进行能谱(EDS)元素分布分析.结果表明,RuTi/1060Al接头焊缝由α-Al树枝晶及分布于树枝晶边界的α-Al+Si共晶组织组成.焊缝中出现了由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的条状、块状析出相.RuTi钛合金与焊缝之间形成了一层厚度小于10 μm、主要由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的锯齿状过渡区.随着焊接热输入的增加,Ti/Al过渡区由锯齿状向条状变化.钛合金热影响区主要由针状α″马氏体与条状α'马氏体组成,显微硬度为2.16~2.65 GPa.     

CrMo耐热钢气体保护焊接接头焊缝金属的组织与性能

采用ф1.2 mm实芯焊丝对CrMo耐热钢进行了热输入量为8和18 kJ/cm的富氩气体保护焊试验,对焊板整体进行焊后热处理后,研究了焊缝金属的组织与性能。结果表明,随着热输入量从8 kJ/cm增加至18 kJ/cm,焊缝金属组织由板条贝氏体(LB)+粒状贝氏体(GB)转变为GB+少量多边形铁素体(PF);随着回火温度从620℃升高至660℃,焊缝金属中M-A组元逐渐分解,碳化物在基体上弥散析出;同时,焊缝金属韧性随热输入增加和回火温度降低而降低,硬度随热输入增加和回火温度升高而减小。     

旁路耦合电弧增材制造热过程与组织关系

利用旁路耦合微束等离子弧焊,进行了ER304L不锈钢电弧增材制造的研究.通过进行组织观察和显微硬度测试,并结合增材过程中所测得的热循环曲线,分析了不同旁路电流、堆垛顺序对304不锈钢堆垛样组织和性能的影响.结果表明,旁路耦合微束等离子弧焊增材制造过程中,当旁路电流增大时,堆垛样组织的枝晶间距先减小后增大;堆垛顺序对组织的影响表现为,散热方向的不同导致了枝晶生长方向发生改变.试样的显微硬度沿着堆积高度方向缓慢降低,且随着旁路电流增大,硬度先增大后降低;同时堆垛顺序对硬度的影响并不明显.     

脉冲微束等离子弧焊电弧的光辐射强度动态分布特征

通过研究了脉冲微束等离子弧焊电弧中心轴线上光辐射强度在不同脉冲参数下的动态分布.试验结果表明,微束等离子弧焊电弧沿电弧中心轴线的光辐射强度分布呈“双峰状”,其分布特征及其动态变化在很大程度上受到了脉冲参数（基值电流,峰值电流,占空比,频率）的影响,并且这种影响随着脉冲参数的变化呈现出不同程度的“热惯性”.     

Microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation

The effects of alloying elements, electromagnetic stirring, reheating and semi-solid formation on the microstructure and mechanical properties of Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation were studied. It was found that alloying elements and electromagnetic stirring can alter the morphology and growth mode of the iron-rich phase in Al-Fe alloys; and effectively refine the primary Al3Fe phase. In contrast to the microstructure obtained in conventional casting, the Al3Fe phase becomes thin short rod-like instead of thick needle-like; and the dendritic grain structure almost disappears in the semi-solid formation. The Al3Fe phase can be further refined through being dissolved or fused during subsequent reheating. It was also found that the larger extrusion ratio of semi-solid formation causes a greater crushing effect and therefore the Al3Fe phase is more refined and has more uniform distribution. Moreover, Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation exhibit excellent mechanical properties at both room and high temperatures.     

牙科用钴铬合金的微束等离子焊接研究

探讨了以手工方式进行铸造钴铬合金口腔修复材料微束等离子电弧焊的可行性，试验过程电弧燃烧稳定，焊接接头充分熔透，母材与焊接连接良好，未见气孔，裂纹等缺陷。显微组织显示：焊缝与母材均为铸态的树枝状晶粒，几乎无焊接热影响区，焊接接头的电子能谱成分扫描、机械性能、显微硬度测试显示，接头成分均匀，焊缝与母材强度相当，微束等离子焊在口腔修复领域的应用前景明显优于其他熔化焊接方法。     

BHG-5焊丝熔敷金属力学性能及其微观组织特征

BHG-5是目前国内市场普遍应用的屈服强度890 MPa级高强钢气体保护焊焊丝,在80%Ar+20%CO2气体保护焊条件下,该焊丝熔敷金属具有良好的力学性能。对该焊丝熔敷金属的力学性能及其微观组织进行了试验分析,探讨了焊丝熔敷金属组织和力学性能的相关性及其强韧化机制。     

等离子弧熔覆高铬铸铁合金的组织与耐磨性

采用等离子弧粉末熔覆技术在Q235钢表面制备了高铬铸铁型铁基涂层。通过X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜观察和分析了涂层的相组成和组织形貌,并测试了显微硬度,与高铬铸铁的耐磨性进行了对比。结果表明,等离子弧制备的熔覆层组织为主要由正交结构的M7C3(M=Cr,Fe)型碳化物和面心立方结构的(Fe,Ni)固溶体构成过共晶组织,涂层的显微硬度在650~850HV0.2,与高铬铸铁相比,涂层的相对耐磨性更好。