D-KH法制备AgCuSn合金钎料的性能研究

分别采用熔铸法和D-KH法(叠轧复合-扩散合金化工艺)制备了Ag-22.4Cu-20Sn钎料合金,采用XRD、SEM、DSC及万能力学试验机等测试技术,对合金相组成、显微组织、熔化特性、钎焊接头的剪切强度和钎焊界面形貌等进行了对比研究。结果表明,D-KH法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn相,而熔铸法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn以及Cu41Sn11相;D-KH法制备的钎料合金液固相线均降低,熔程减小。与熔铸法相比,用D-KH法制备得到的厚度0.1 mm的钎料薄带,润湿铺展性更优、接头剪切强度更高、接头强度稳定性更好。     

弹簧结构参数对赋能型金属C形环力学行为及密封性能的影响

为研究核电站上赋能型金属C形环的内置弹簧圈的结构参数对密封性能的影响,建立C形环三维弹塑性有限元分析模型,通过实验验证该理论模型的可靠性,并分析弹簧结构参数(包括簧圈节距、簧丝线径和弹簧中径等)对C形环力学行为和密封性能的影响。结果表明:对于百万千瓦级核反应堆压力容器用金属C形密封,其簧圈节距、簧丝线径和弹簧中径分别控制在1.9~2.0 mm、1.7~1.8 mm和8.3~10.7 mm范围内时可保证C形环具有较好的密封性能;气密性实验验证上述结果的正确性,同时C形环压缩变形后密封面较平整,表层无裂纹、局部脱落或起皮等不良现象,满足工程使用要求。     

隔膜压缩机金属膜片层间接触力学行为的研究

根据隔膜压缩机膜片的受力分析,建立了三层膜片层间接触力学模型。通过理论计算获得了不同挠度情况下膜片的挠度曲线、径向应力、周向应力及主剪切应力值。根据膜片不同挠度的应力分布,求出三层膜片接触面滑动区和黏着区的分布情况,发现可以通过改变膜片材料、膜片厚度来改善膜片层间接触状态,降低膜片层间摩擦磨损,对延长膜片的使用寿命具有重要意义。     

基于有限元模拟的冲裁毛刺控制方法

基于板料冲裁过程的分析,提出一种控制冲裁毛刺的方法,即预切冲裁法。利用Deform-2D软件对1.2 mm厚的不锈钢板料AISI304的预切冲裁过程进行有限元模拟,分析了预切冲裁的断面质量及应力分布状况,研究了工艺参数(预切角度、预切深度、冲裁速度、冲裁间隙)与光亮带长度之间的变化关系。模拟结果表明:冲裁件断面的光亮带长度随着预切角度、预切深度及冲裁速度的增加呈现先增大后减小的变化趋势,而随着冲裁间隙的增加则不断减小。预切冲裁法在合理的预切深度范围内(0.2~0.4 mm)实现了冲裁毛刺的控制。此外,利用模具验证了预切冲裁法的实用性,试验值与模拟值的误差为17.78%,该方法有助于提高产品质量。     

数控渐进成形与数控铣削的残余高度对比分析

数控渐进成形与数控铣削既有共同之处也有不同之处。针对目前在数控渐进成形研究中都采用数控铣削模式的加工轨迹,并且对于残余高度的计算也都采用依据铣削加工模式计算方法的问题,通过对比分析数控渐进成形件与数控铣削件的表面残余高度,研究了数控铣削加工模式中残余高度计算方法在数控渐进成形中的可应用性,以及等残余高度轨迹在数控渐进成形中的实用性。研究结果表明,数控铣削加工中残余高度的计算方法和等残余高度轨迹在数控渐进成形中具有可应用性。     

Laser brazing of a dissimilar joint of austenitic stainless steel and pure copper

In many industries, there are applications that require the joining of stainless steel and copper components; therefore, the welding of dissimilar stainless steel/copper joints is a common process. For this investigation, the optimal brazing conditions and suitable filler metals for laser brazing of stainless steel/copper lap joints were studied. Tensile shear force increases with increases in the laser spot diameter or in the laser irradiation angle, which is associated with increased bonding width; however, as bonding width approaches 2 mm, tensile shear force reaches a saturated value due to fracturing at the HAZ of the Cu base plate. In order to obtain joints with high tensile shear strength, laser brazing was optimized by using Cu–Si-based filler metal under the following conditions: laser power, 4 kW; spot diameter, 3 mm; laser irradiation angle, 80°; irradiation position shift, 0.6 mm; brazing speed, 0.30 m/min; and filler metal feed speed, 0.30 min. Concerning filler metals, it was found that the Ni–Cu type showed relatively large tensile shear force even at high welding speeds in comparison with those of the Cu–Si, Cu, Cu–Ni, Ni–Cu and Ni types, respectively.     

盘形件中心区域冲锻增厚工艺

提出一种通过拉深-压平两个工步使圆形板坯中心区域增厚的工艺,基于控制变量法设计了有限元模拟方案,研究了成形过程,分析了成形中各参数对最大增厚和厚度波动的影响规律,并进行了实验验证。有限元模拟和实验结果表明,随着凸模半径R0与凸凹模间隙D的减小,凸模行程H增加,板料增厚后的最大厚度和厚度波动均显著增加。凸模头部半径R1对增厚效果影响不显著。在不同的工艺参数下,第1步拉深时拉深件侧壁倾角、局部减薄量不同,导致了第2步压平时径向应力和材料硬化的差别,最终形成了板料的均匀增厚和不均匀环形区增厚两种成形方式。     

汽车后地板前横梁冲压件的成形质量控制

采用合理的板料形状以及合理地设置拉延筋,能够改善板料在成形中的流动性,从而减少起皱、拉裂等质量缺陷。以某汽车后地板前横梁为例,利用Dynaform坯料尺寸估算模块,对凸模进行逆向展开获得轮廓线,以偏置后的轮廓线的外切矩形确定板料初始形状,并进行成形仿真;在分析成形极限和金属流动方向的基础上,为消除零件的开裂缺陷,对初始板料左、右上角进行切除,获得修正的板料形状。仿真分析结果表明,修正后的板料增加了左、右上角材料的流动性,降低拉深变形的阻力。为减小零件的起皱缺陷,在模具中间部分设置拉延筋,拉延筋的设置降低了中间部分材料的流动性、增加了拉深变形的阻力,使变形趋于平衡,从而提高了零件的成形质量。     

压力对水下焊条局部干法焊接电弧稳定性的影响

在压力舱中进行不同压力下的水下焊条局部干法焊接试验,采用统计分析和快速傅立叶变换研究了压力对水下电弧稳定性的影响.结果表明,铁粉低氢钾型焊条焊接主要进行粗熔滴短路过渡,随着压力的增加,短路时间由常压焊接的5~7 ms增加到8~10 ms,表明熔滴的平均尺寸增大.压力环境下,焊条熔化速度增大,弧压反馈调节系统的工作点上移,电弧电压增大.傅里叶变换结果表明,常压电弧电压信号的主要特征频率低于10 Hz,压力下电压信号的频谱图中出现大量高于10 Hz的谱线,说明信号突变性更强,电弧稳定性降低.     

高压干法GMAW熔滴排斥过渡形成机理

采用红外激光作为背光源,应用高速摄像系统对高压干法GMAW熔滴过渡进行了研究.以三种不同送丝速度,分别进行了0.1～2 MPa的氩气环境GMAW试验.结果表明,随着环境压力的增加,熔滴过渡形式均转变为排斥过渡.在排斥过渡熔滴长大过程中,始终伴随着电弧弧根沿一侧上爬至熔滴的近焊丝端现象,从而对熔滴产生了不对称的侧向力作用,加之高压环境中弧根面积减小导致熔滴所受的电磁力为熔滴过渡的阻力,两者共同作用最终形成了高压干法GMAW的排斥过渡.通过对比不同环境压力下的弧根位置照片发现,这种弧根上爬现象也同时存在于常压和环境压力较低时.并采用理论模型推导了电弧弧根上爬的条件及影响因素.