非稳态脉冲电流对Q235钢组织细化的影响

研究了Q235钢在非稳态脉冲电流作用下正火后组织的变化。结果表明：脉冲电流可以细化Q235钢的正火组织。随着脉冲电压的升高、脉冲频率的增加，细化效果更加显著。并对脉冲电流能细化固态相变组织的机理进行了初步探讨。     

铸型冷却强度对脉冲电流细化纯铝凝固组织的影响

通过改变脉冲电流参数和铸锭的冷却速度,研究了脉冲电流细化纯铝的规律.试验结果表明:在较快的冷却速度下脉冲电流峰值对组织细化程度的影响明显强于脉冲频率的作用.当频率超过200Hz后电流的热效应导致细化效果反而变差,同时电流的作用存在一个极限值,当电流峰值达到125A之后细化效果明显增强,但是继续提高参数,细化效果并没有随之提高.在较慢的冷却速率下,由于增加了脉冲电流的有效作用时间以及晶核迁移的时间,易于获得等轴晶组织.     

中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响

通过调整脉冲电流峰值和脉冲频率，研究了中频低压脉冲电流对纯铝凝固组织的影响。试验结果表明：中频低压脉冲电流可使纯铝的凝固组织由柱状晶转变为等轴晶，电流峰值在500～6000A、脉冲频率在100～1000Hz范围内，随着脉冲电流峰值和脉冲频率的提高，等轴晶不断细化，等轴晶晶区面积增大。     

脉冲电流频率对2219铝合金焊缝组织性能的影响

采用超快速变换复合高频脉冲方波变极性TIG电弧焊接方法进行2219-T87高强铝合金焊接,研究脉冲方波电流频率对焊缝组织性能的影响.结果表明,加入脉冲方波电流后,焊缝组织明显细化,焊缝区由粗大柱状晶向细小等轴晶转变.当脉冲电流频率达超音频段时,在焊缝中部还存在一种呈带状分布的细小等轴非枝晶组织,并与等轴树枝晶组织交替分布.与未加入脉冲电流相比,当脉冲电流频率为60kHz时,接头抗拉强度和断后伸长率分别增加约17.6%和66%.在一定范围内提高脉冲电流频率,可显著减小焊缝熔合区宽度,改善接头硬度分布,明显提高接头塑性,但对接头强度的影响作用并不明显.     

低压交流脉冲对A357合金凝固宏观组织的影响

针对A357铝合金,利用低压交流脉冲处理,研究了脉冲电流对该合金凝固宏观组织的影响.试验结果表明:低压交流脉冲可实现铸件晶粒整体细化,且细化晶粒的电流密度存在一个阈值和饱和值.在凝固过程的不同阶段施加脉冲电流,发现细化作用只发生在形核阶段.低压交流脉冲电流密度对晶粒密度的影响规律与过冷度的影响相一致,脉冲电流在形核阶段可提供一个附加能量,降低形核势垒,导致晶核增殖,晶粒组织细化.     

脉冲电流作用下纯铝宏观凝固组织的变化

采用高压电容器为储能装置的脉冲电源,在不同的参数下,对纯铝液进行脉冲电流处理.实验结果表明:脉冲电流能够细化金属的凝固组织,使粗大柱状晶变成细小等轴晶.脉冲电流参数不同,对金属凝固组织的细化效果明显不同.     

复合脉冲方波电流频率对5A06铝合金焊缝组织和性能的影响

研究开发了一种适用于铝合金材料的新型超快速变换复合高频脉冲方波变极性电弧焊接技术,以5A06铝合金为试验对象,采用复合脉冲变极性TIG电弧焊接工艺,研究了复合脉冲方波电流频率对焊缝显微组织和力学性能的影响.结果表明,与未加入高频脉冲方波电流作用相比,当复合脉冲电流频率不超过20 kHz时,5A06铝合金焊接接头的显微组织和性能出现一定程度的降低,脉冲电流频率为40 kHz时,焊缝中心区组织细化,接头软化程度降低,接头力学性能明显改善,抗拉强度和断后伸长率分别达到母材金属的95.8%和84.8%.     

高频脉冲电流耦合交流CMT焊对2060铝合金接头组织与力学性能的影响

采用不同频率的高频脉冲电流耦合交流CMT(cold metal transfer)焊,分别以ER4043及ER5356焊丝为填充材料,对2060铝锂合金进行焊接。结果表明,不同频率的高频脉冲电流对焊接接头的气孔数量及大小影响显著。耦合高频电流焊接后,焊缝中心的气孔数量减少,气孔大都集中在熔合线及焊缝边缘;与填充ER4043焊丝相比,填充ER5356焊丝的气孔数量少,尺寸也较小。不同的脉冲频率均能不同程度地细化显微组织,填充焊丝为ER4043,脉冲频率为40 k Hz时,组织细化现象显著,接头各区的硬度较高;填充焊丝为ER5356,脉冲频率为60、70 k Hz时,组织细化现象显著,接头各区的硬度较高。     

脉冲电流对过共晶铝硅合金凝固组织及力学性能的影响

将脉冲电流应用于过共晶铝硅合金的凝固过程中,通过改变脉冲电流参数(如峰值电流、脉冲占空比、脉冲频率),研究了各个参数对过共晶铝硅合金凝固组织及性能的影响。实验结果表明,脉冲电流对过共晶铝硅合金凝固组织的细化效果明显;经过脉冲电流处理后,合金试样的显微硬度、布氏硬度均得到很大提高,力学性能明显改善。     

不同电压下脉冲电流对纯铝凝固组织的影响

采用储能电容为3640μF的脉冲电源，在不同的充电电压下，对纯铝的凝固过程进行电脉冲处理。结果表明：脉冲电流能够扩大纯铝铸锭的等轴晶区、缩小柱状晶区，并使晶粒尺寸细化。在一定的脉冲电流参数范围内，电流密度增大和脉冲频率升高都有利于金属凝固组织的细化和改善。     

高能脉冲电源及其在铸造中的应用研究

介绍自行研制的一款电压在1～3 kV、最大峰值电流可达1.7MA的脉冲发生装置--XJDMC型高能脉冲电源。电源的电压、输出能量可以调节,能够对充电电压、储能电容、充放电时间进行设置。研究了电压在1、2 kV,电流脉冲峰值为1.7MA时对Al-4wt%Cu合金铸造组织的影响。分析了Al-4wt%Cu合金组织的晶粒尺寸和脉冲电流、电压、冲击频率以及电路自振荡频率之间的相关性。结果表明：脉冲电压2kV、电容的冲击频率为0.5 Hz、电路的振荡频率为50 Hz时,脉冲电流对Al-4wt%Cu合金作用后,晶粒尺寸由1.5mm减小到0.2 mm。在合金凝固过程中施加脉冲电流能够有效细化晶粒尺寸,提高合金的力学性能。     

脉冲电流细化金属凝固组织研究综述

评述了近年来脉冲电流细化金属凝固组织方面的研究进展,总结探讨了脉冲电流影响金属凝固组织机理的不同观点.指出脉冲电流细化金属凝固组织机理尚存争论,但是技术已经比较成熟,已具备工业应用的基本条件.     

高频脉冲电流对HT150灰铸铁凝固组织的影响

采用频率高于1000Hz的高频脉冲电流,在不同的电流参数下,对HT150灰铸铁进行脉冲电流处理.实验结果表明,在高频脉冲电流作用下铸铁石墨片细化,石墨片变得卷曲,共晶团尺寸减小.电流参数对电流的作用效果有显著影响.     

脉冲电流对Al-4%Cu合金铸造组织的细化作用

采用自行研制的XJDMG-1型脉冲电源,研究了不同参数下高频、大电流电脉冲对Al-4%Cu铸造组织的影响.分析了合金组织的晶粒尺寸和脉冲参数电流、电压、冲击频率以及电路自振荡频率之间的相关性.结果表明:电脉冲对Al-4%Cu合金有着明显的细化作用;电容的冲击频率和电路的自振荡频率对细化效果起着关键性的作用.     

金属凝固组织的脉冲磁场细化技术

介绍了脉冲磁场对纯会属、低熔点合金和高熔点铁基材料凝固组织的影响.认为脉冲磁场细化纯铝、1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的凝固组织时,存在一个最佳磁场强度值;而脉冲频率对纯铝凝固组织的细化效果影响较小;随着磁场强度的增大,纯铜的凝固组织逐渐细化;脉冲磁场能使灰铸铁凝固组织细化,石墨片的宽度减少.指出脉冲磁场细化凝固组织的机理尚无统一认识,在一定程度上限制了该技术的工业应用.     

钛合金超音频直流脉冲GTAW焊缝组织性能

基于1.5 mm厚Ti-6Al-4V(TC4)钛合金平板对接试验,研究分析了超音频直流脉冲氩弧焊焊缝金相组织及焊接接头力学性能.结果表明,与常规直流钨极氩弧焊(gas tungsten arc welding,GTAW)相比,由于超音频直流脉冲方波电流的作用,气泡逸出速度增大,Ti-6Al-4V钛合金焊缝的气孔敏感性降低,熔池高温液态金属流动性增强,电弧能量集中,焊缝晶粒细化明显,其亚晶组织以短棒状a’马氏体组成的网篮状组织或a’片状组织与短棒状a’相交织的状态为主,焊接接头断后伸长率和断面收缩率显著提高.     

Effect of pulse frequency in gas tungsten arc welding of powder metallurgical preforms

Abstract

Pulsing of the welding current is one approach for refining the fusion zone microstructure in materials joined by fusion welding. The effect of current pulse frequency on weld bead microstructure, tensile strength, and hardness in joining of powder metallurgical steel preform sheets to wrought copper was studied. Considering weld strength as the quality characteristic in the selection of process parameters, the Taguchi method is used to analyse the effect of each process parameter individually and of their interaction on weld strength, and subsequently to determine the process parameters leading to optimum weld strength. The application of pulsed current causes iron dendrites to become more equiaxed and uniformly distributed owing to dendrite fragmentation. Further, there was an optimum frequency range over which the microstructural refinement was maximal. The same optimum frequency range corresponded to maximum tensile strength. Enhanced fluid flow and reduced thermal gradients are thought to be responsible for refining the solidification structure and the resulting stronger welds.     

高密度脉冲电流作用下LY12铝合金的凝固组织

研究了高密度脉冲电流作用下ＬＹ１２铝合金的凝固组织,试验结果表明嵩密度的脉冲电流可明显地改善该合金凝固组织。和未经电流处理的样品相比,其组织明显细化和等轴化,且脉冲电流愈强,且脉冲电流愈强,这种效果愈显著。     

电火花线切割大电流条件下电参数对加工性能的影响

为了解决往复走丝电火花线切割加工效率低的问题,对大电流条件下的两种电加工参数进行了研究,在保证平均电流相同的条件下,对小脉宽、大峰值电流和大脉宽、小峰值电流两种加工方式进行对比实验。结果表明:在普通往复走丝电火花线切割机床上,采用大脉宽、小峰值电流加工方式,其加工效率比小脉宽、大峰值电流的高约20%;采用小脉宽、大峰值电流的加工方式能有效地减少工件表面的烧伤,获得表面粗糙度值较小的加工表面。此外还分析了两种加工方式的放电加工机理,从放电通道扩展半径、放电频率和电极间放电状态等角度解释了两种方式的加工效率和表面质量差异。