Mg-Ti旋转摩擦焊过程的摩擦产热及原子扩散行为(英文)

利用新型物理模拟装置进行Mg-Ti旋转摩擦焊过程产热机理及原子扩散行为的研究,该装置包含高速摄像、红外热成像及力学传感器系统。结果表明,摩擦焊过程中,摩擦因数经历两个稳态阶段的变化。第一个稳态阶段为库伦摩擦,以磨蚀为主要形式;第二个稳态阶段为粘着摩擦,以塑性流动为主要形式。另外,随着旋转转速及轴向压力的提高,轴向位移、摩擦温度及摩擦系数的增加率也随之明显提高。Mg-Ti摩擦焊过程存在原子的快速扩散现象,该过程中由摩擦大变形激活的扩散系数大约是热激活扩散系数的105倍。     

用扩散焊进行多层不锈钢打印喷头的实体制造

探索了将真空扩散焊技术应用于分层实体制造(LOM),并对多层薄壁不锈钢做造型材料的喷墨打印喷头的分层实体的扩散焊工艺进行了研究。表明,焊后各类变形是主要的缺陷。变形类型有一侧开口翘起变形、宏观翘曲变形、表面起皱与局部塌陷变形等。焊接温度由于决定了焊合率而起着决定性作用。高的焊合率使变形控制成为可能。采用焊后冷却过程中加顶锻压力的方法,可以消除残余应力,抑制宏观翘曲变形。     

采用梯度结构进行石墨／金属熔覆连接

通过构造锯齿波梯度界面结构实现高强石墨与Ti-6Al-4V(TC4)的熔覆连接,并采用ANSYS有限元软件分析了接头残余热应力的分布规律.结果表明,锯齿波界面结构有效地缓解了接头热应力,获得的应力场有助于抑制裂纹扩展.采用扫描电镜和能谱分析对接头微观组织和界面元素分布进行了分析,界面区域生成约22mm厚的反应层,主要由残留石墨、TC4和反应生成的TiC、VC组成.接头界面结合良好,无裂纹出现.     

A-TIG焊电弧的动态研究

利用高速摄影技术，对在焊接区域表面内涂敷不同的单组分活性焊剂的A-TIG焊电弧形态进行记录、分析和数据处理。分析了A-TIG焊熔深增加的机理。分析表明，A-TIG电弧收缩，进而电孤力增加是其熔深增加的主要原因，而单组分活性焊荆中阳离子的电离能对A-TIG电孤是否收缩以及收缩的程度有着直接的关系。     

利用红外热成像技术分析搅拌摩擦焊隧道型孔洞形成机制

隧道型孔洞是搅拌摩擦焊焊接厚板的过程中最为典型且危害性最大的一种缺陷,并贯穿于整个焊缝.研究隧道型孔洞的形成机制,通过红外热成像仪拍摄摩擦焊接过程中无轴肩搅拌针温度实时变化情况,分析搅拌针附近金属的流动情况和隧道型孔洞形成位置,利用倒锥形搅拌针急停实验验证隧道型孔洞形成位置.根据红外热成像仪拍摄数据分析搅拌针前进侧后端温度最低,说明此处金属流动性最差,隧道型孔道易在此处形成,并结合急停实验对上述推论进行实验验证.同时实验发现在搅拌摩擦焊搅拌针旋转一周这个周期内,金属温度的传递可为三种形式:摩擦产热、流动传热与扩散传热.在前端半个周期内进行摩擦产热,在后端半个周期内进行温度的传递.     

Ti40合金热压缩变形过程的开裂行为研究

用渗流铸造法制备了3种特殊孔结构(宽孔径范围孔结构、层状梯度孔结构、层状周期孔结构)的Al-Si12泡沫,对其吸声性能进行了研究.结果表明,相同厚度下,层数多的层状梯度孔径结构泡沫铝的吸声性能优于层数少的梯度孔径结构泡沫铝;层数多的层状周期孔结构泡沫铝的吸声性能比层数少的周期孔结构泡沫铝的吸声性能略有提高;具有4层周期孔结构的Al-Si12泡沫铝样品具有较好的吸声性能,其平均吸声系数为0.82,比常规单一孔径结构的泡沫铝的平均吸声系数提高了0.21,其原因与扩张室结构、流阻及微型谐振腔有关.     

Morphology and reaction kinetics of the interface formed by diffusion bonding

采用固相真空扩散连接方法, 在873-913 K保温40-240 min条件下对轧制厚度分别为 20和60 um的Mo和Al箔进行扩散连接. 发现Mo-Al固-固界面反应初生相在Mo箔内部形核进而“破壳”生长的形貌演变模式, 成分分析表明该初生相为Al8Mo3. 初生相“破壳”后,Mo-Al界面上由Mo至Al的产物分布依次是Al8Mo3, Al5Mo和Al12Mo;在913 K保温240 min后, Al8Mo3与Al5Mo间出现Al4Mo相. 界面反应的动力学分析表明, 873-913 K条件下, Mo-Al界面反应初生相孕育期为 52-34.5 min; Al原子在Mo-Al界面新生相内和Mo箔内的扩散指前因子D01和D02分别为4.61 10-2和2.05 10-2 cm2/min, 扩散激活能G Al-1和G Al-2分别为0.98和1.48 eV.