调质处理对CLAM钢焊缝抗辐照性能的影响

焊接是聚变堆包层装配的重要手段,开展焊缝的离子辐照效应研究对于提高核反应堆核心部件的使用寿命具有重要意义. 为对比研究中国低活化马氏体钢(China low activation martensitic,CLAM)焊态焊缝和调质处理焊缝的离子辐照效应,试验采用150 keV的He+在室温下对CLAM钢焊缝进行离子辐照. 利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和连续刚度纳米压痕技术(continuous stiffness measurement,CSM)等检测方法研究两种状态的焊缝辐照前后晶体结构和力学性能的变化. 结果表明,在15 dpa辐照剂量下,焊缝均出现了衍射峰的半峰宽宽化和衍射角向小角度偏移,以及焊态焊缝的衍射峰强度降低;焊缝的力学性能均有明显的辐照硬化和弹性模量降低. 但与焊态焊缝相比,调质处理后焊缝的辐照效应相对较弱,说明调质处理可以有效提高CLAM钢焊缝的抗辐照性能.     

CLAM钢TIG焊有限元模拟

以我国自主研发的中国低活化马氏体钢-CLAM铜为研究对象.应用ANSYS有限元分析软件建立单面双道焊三维有限元数学模型,并运用APDL参数化语言及"生死单元"技术实现了模拟过程中焊接热源的移动及焊缝金属的逐步填充.模拟了CLAM钢TTG焊预热情况下瞬态温度场,定量分析了焊件不同位置的温度分布,并通过红外测温验证了温度场模拟结果.同时对比分析了不同的焊接速度对焊接熔池的影响.     

Ti-Al合金对SiCp／6061Al复合材料等离子弧焊焊缝组织的影响

以不同Ti含量的Ti-Al合金作为合金化填加材料,采用氮氩混合等离子气体对SiCp/6061Al复合材料进行等离子弧原位焊接,研究填加材料Ti-Al中Ti质量分数的变化对焊缝组织的影响.结果表明:在熔池凝固过程中,填加材料中Ti质量分数为10%时,可有效抑制有害针状相Al4C3的生成;随填加材料中Ti质量分数的降低,焊缝中未出现脆性相Al4C3,组织中颗粒相的形貌发生较大变化,Al3Ti相的形状由粗大块状变为细长针状,并且数量大为减少;焊缝中其余增强相的尺寸均变得较为细小.     

Effect of Ti-Al on microstrucmres and mechanical properties of plasma arc in-situ welded joint of SiCp/A1 MMCs

The effect of Ti-Al on microstructures and mechanical properties of SiCp/Al MMC joints produced by plasma arc in-situ weld-alloying was investigated, in which argon-nitrogen mixture was used as plasma gases and Ti-Al alloy as filling composite. The results show that the formation of needle-like harmful phase Al4C3 is effectively prevented in the weld by in-situ weld-alloying/plasma arc welding with Ti-Al alloy sheet filler whose titanium content is more than 20%. The fluidity of molten pool is improved, and stable molten pool is gained for the addition of the Ti-A1 alloy. The mechanical properties of welded joint are effectively enhanced by the compact-grain structure and the new reinforced composites such as Al3Ti, TiN, AlN and TiC welded joint The test results of mechanical property show that the maximum tensile strength of welded joint gained by adding Ti-60Al alloy is up to 235 MPa. The factors influencing the tensile strength were also investigated.     

集中供热热管太阳能集热系统

在原有平板集热器的基础上研制了一种与建筑结合的太阳能集中供热热管系统，并对策略热管的传热机理进行了分析，提出正常工况下该热管的集总参数模型，给出了热管的倾角范围。文中给出了该集热系统的理论预测和实验结果对比。热管太阳能集热器的理论模型以Duffie 和Beckman理论（1980）为基础，修改后用于能量传输。该文还给出了该集热器和传统的太阳能集热器的对比试验结果。热管太阳能集热器的瞬时效率在早上低于传统的太阳能集热器的，而当热管达到工作温度时，前者高于后者。     

焊后热处理对CLAM钢焊接接头耐液态铅铋合金空泡腐蚀性能的影响

加速器驱动次临界系统的冷却剂液态铅铋共晶合金在循环管道中高速流动时会对主泵叶轮及第一壁包层材料造成空泡腐蚀.焊接接头是整个循环管道中的薄弱环节,但合理的焊后热处理是提高循环管道中焊缝区域性能最有效的方法.自主设计一套装置用于金属溶液空泡腐蚀试验.对各组试样不同时间空泡腐蚀后的表面形貌、粗糙度、空蚀坑平均深度进行分析,再结合焊后热处理后的焊缝微观组织及力学性能,对空泡腐蚀行为及耐空蚀性能提高机制进行分析.结果表明,调质后焊缝耐空蚀性能最好;760℃回火后耐空蚀性能也比较好;710℃与810℃回火后耐空蚀性能稍差;未焊后热处理焊缝耐空蚀性能最差.     

基于改进C-V方法的焊接图像识别

基于简化的Mumford-Shah水平集图像分割模型,Chan-Vese提出了不依赖于图像边缘的水平集图像分割算法(C-V方法).文中对该算法进行了深入研究,指出了原方法存在的缺陷,即处理的图像必须具有比较明显的特征,分割目标过多且较为分散时则很难得到理想的结果,每次迭代过程都需要对所有的图像数据进行计算,比较费时.根据焊接图像本身的特点给出了三点改进,即强化特征模型的修正、多尺度快速算法和全局特性抑制.应用改进的算法,进行了模拟对比试验和真实熔池图像识别的试验.结果表明,该方法能识别出焊接图像连续轮廓,提取有用信息,具有良好的适应性.同时为复杂图像的特征物体目标提取提供了可行的思路.     

氮氩气体保护的TIG焊接电弧等离子体流场的数值分析

以直流TIG焊接电弧为对象,依据磁流体动力学理论构建电弧的数学模型,运用ANSYS有限元分析软件对二维稳态下轴对称的、氮氩混合气体保护的TIG焊接电弧进行了数值分析,得到了ψ(N2)50% Ar混合气体保护下焊接电弧的温度场、速度场的形态分布特征.分析表明,氮氩电弧的最高温度出现在近阳极区域,电流密度、等离子体速度和电弧压力的最大值均出现在近阴极区.同时分析了不同电流、弧长对阳极表面电流密度的分布的影响,随着电流的增大,阳极表面电流密度增大,而随着弧长的增大,电流密度减小.     

高强度钢差厚板激光拼焊焊缝成形及组织分析

选取2.0 mm,1.5 mm厚的HSA340板材和0.7 mm厚的H340LAD Z板材,按强度相近厚度不同原则两两搭配进行激光拼焊.焊后选取具有代表性的焊缝横截面进行金相组织检验,并对焊缝接头各区域进行硬度测量,分析了激光焊缝接头各区域金相组织及其硬度的变化.结果表明,差厚板激光拼焊过程中,母材散热情况不同,会造成焊缝金相组织在各自靠近母材的局部区域有很大差异;激光拼焊板的热影响区宽度窄,与母材及焊缝间有明显的界线,生成的组织细密;焊缝及热影响区的硬度值均大于母材;合理调整激光光束的入射位置和入射角度,可以显著改善焊缝成形,提高拼焊板的接头质量.     

Simulation analysis of double arc in plasma arc welding

Aimed at plasma arc welding, a mathematic model was established according to the theory of magnetic fluid dynamics. The model was numerically analyzed by ANSYS software. The temperature, current density and plasma velocity distributions of normal arc had been simulated and compared with those of double arc. The results show that the appearance of double arc has made the temperature of the nozzle rise up to 5 000 K. The appearance of side arc could make the current density of the main arc decrease, and also make the maximal temperature of the arc reduce.