基于近似工况映射模型的盾构滚刀调质-激光表面淬火复合工艺硬化预测

表面硬度是盾构滚刀的重要参数,直接影响到刀具的使用寿命、工程效率和施工成本,鲜有研究运用相似工况下的数据进行显微硬度的预测。以盾构滚刀特种钢为对象,分别对经锻造且球化退火处理的工件(普通工件)以及再经调质处理后的工件(调质工件)进行激光表面淬火,提出一种基于近似工况映射模型的硬化效果预测方法。首先,测量普通工件和调质工件在激光表面淬火后的显微硬度,分别确定其高硬度区的特征参数(深度、宽度)。然后,建立激光工艺参数与普通工件高硬度区特征参数之间的Kriging模型,并采用最小二乘法和残差拟合补偿,建立激光工艺参数关于调质工件高硬度区特征参数的映射模型。最后,采用留一法对该映射模型的预测精度进行验证。结果表明,该映射模型实现了显微硬度的有效预测,相比基于单一工况数据的近似模型,具有较好的预测精度。所提出的映射模型可充分运用两种相似工况下的先验数据,从而进行有效的数据预测。     

光纤激光焊接的碳排放建模与多响应评价

全球暖化的背景下,环境影响与制造质量的协同探究成为了研究热点之一。激光焊接广泛应用于汽车、航空航天、轨道交通等制造业,但其碳排放高、能量利用率低。因此,亟需对激光焊接工艺的碳排放特性进行研究,并协同焊接质量展开综合评价。通过搭建激光焊接的碳排放监测平台,分析激光焊接平台各系统(激光发生器、冷水机、机器人、保护气体系统)的碳排放特性,构建激光对接焊的碳排放模型,计算了各系统不同阶段的碳排放占比。采用最优拉丁超立方采样法,开展激光对接焊实验,将拉伸强度和焊缝完整性作为焊接性能的评价指标,分析了激光工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)对碳排放和焊接性能的影响。实验结果表明,焊接速度对碳排放影响最大,而激光功率对拉伸强度和焊缝完整性的影响最大。对于三个响应指标,激光功率呈正向作用,而焊接速度呈负向作用。根据提出的多响应综合评价方法,对25组激光对接焊的实验结果进行了评分与优劣排序。提出的方法可为激光低碳制造的工程评价提供一定的参考。     

激光工艺参数对玻璃陶瓷孔锥度和热影响区的影响北大核心CSCD

通过析因设计实验,研究了工艺参数对氟金云母玻璃陶瓷激光加工孔锥度和热影响区(HAZ)的影响,建立了孔锥度和HAZ厚度与工艺参数之间的回归方程,并对工艺参数进行了优化。实验结果表明,激光加工工艺参数对孔锥度和HAZ的影响程度按强弱依次为电流、离焦量、脉宽和重复次数。此外,孔锥度和HAZ还受电流和离焦量、电流和脉宽之间交互作用的影响。建立的回归方程能够较好地描述孔锥度和HAZ厚度与工艺参数之间的关系,由此获得了最优的激光加工工艺参数:电流150A,脉宽2ms,重复次数3次,离焦量2.18mm。     

PCD车刀断屑器的结构设计

PCD车刀被广泛应用于航空航天、汽车零部件等精密制造业,但在切削加工中产生的切屑缠绕在工件与车刀上,降低工件表面质量和生产效率,缩短车刀使用寿命。根据切屑折断条件,提出了"两夹一调"的设计准则,设计并制作了一种应用于PCD车刀的断屑器。该断屑器具有不改变车刀原有结构并且断屑范围可调节的特点,可以作为PCD车刀的附件。以铝合金材料为例进行了切削试验,并观察切屑形状,试验结果表明该断屑器能够解决断屑问题且效果稳定,可以提高机械加工过程中的加工质量和效率,也为研制其他类型刀具的断屑器提供了借鉴思路。     

基于神经网络的316L不锈钢激光焊焊缝形貌预测

在316L不锈钢的激光焊接过程中,其焊接工艺参数直接影响焊缝的形貌,建立焊接工艺参数与焊缝几何形状之间的关系对于优化焊接工艺参数,降低焊接成本非常重要. 根据316L不锈钢焊缝二维不光滑轮廓形貌特点,采用分段函数思想,分别使用Hermite插值和最小二乘拟合的方法描述焊缝轮廓,构建广义回归神经网络焊缝二维形貌预测模型. 结果表明,采用Hermite插值的方法能够获得更准确的焊缝形貌,其平均相对误差为?3.49%. 该模型为316L不锈钢激光焊焊缝预测提供一种有效方法.     

W6Mo5Cr4V2高速钢WC/Co激光熔覆表面的摩擦磨损性能

为了改善高速钢表面的摩擦磨损性能,应用激光熔覆技术在W6Mo5Cr4V2高速钢表面制备出WC/Co熔覆道。采用三维数码显微镜观察熔覆试件的金相组织并借助显微硬度计测试其显微硬度。采用销盘式摩擦磨损试验机分别对高速钢和WC/Co熔覆试件进行了摩擦磨损试验,并采用三维数码显微镜观察磨损形貌。结果表明:与高速钢基材相比,WC/Co熔覆道硬度提高,熔覆试件的摩擦系数和磨损量降低;WC/Co熔覆道的磨损机制以磨粒磨损为主,熔覆道间隔以磨粒磨损和黏着磨损为主;熔覆道的硬度提高、减摩效果、散热作用以及试件表面熔覆道与间隔面的软硬交替,有助于提高WC/Co熔覆试件的摩擦磨损性能。