检索结果-内蒙古大学图书馆

焊接学报 2024年第4期45卷 1-6,I0003页

作者：赵红星杨春利哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001

电弧是弧焊过程中熔池金属熔化的能量来源,分裂阳极法是电弧阳极能量密度直接测量的有效方法之一.常规分裂阳极法是建立在电弧为柱对称结构的基础上,不适用于非柱对称电弧的阳极电流密度测量.试验提出在两条相互垂直的路径上依次进行分... 详细信息

电弧是弧焊过程中熔池金属熔化的能量来源,分裂阳极法是电弧阳极能量密度直接测量的有效方法之一.常规分裂阳极法是建立在电弧为柱对称结构的基础上,不适用于非柱对称电弧的阳极电流密度测量.试验提出在两条相互垂直的路径上依次进行分裂阳极电流数据采集的新方法,引入表征电弧不对称度的特征参量,进行椭圆环分割,以计算电弧阳极电流密度分布,修正分裂阳极法.通过预设的二维高斯分布的电流密度模型,检验了修正的分裂阳极法的可行性.结果表明,采用修正的分裂阳极法可以有效计算出电弧阳极电流密度分布.利用修正后的分裂阳极法实现了非柱对称侧向压缩等离子弧阳极电流密度的测量,与x方向相比,侧向压缩的等离子弧在y方向压缩明显,呈现典型的非柱对称特性.

关键词：分裂阳极法非柱对称电流密度分布二维高斯分布

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陶瓷-金属接头残余应力调控研究综述

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机械工程学报 2024年第22期60卷 21-39页

作者：李淳陈雷司晓庆亓钧雷曹健哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001

陶瓷材料具有强度高、耐腐蚀性能好等优点,其与金属的连接结构可以满足航空航天、核能与化工等领域对结构的轻量化、高温与耐腐蚀日益提高的要求。但由于陶瓷与金属的热膨胀系数不匹配,焊接降温过程中会在接头内产生残余应力,削弱接头... 详细信息

陶瓷材料具有强度高、耐腐蚀性能好等优点,其与金属的连接结构可以满足航空航天、核能与化工等领域对结构的轻量化、高温与耐腐蚀日益提高的要求。但由于陶瓷与金属的热膨胀系数不匹配,焊接降温过程中会在接头内产生残余应力,削弱接头的连接质量。综述复合钎料法、中间层法与陶瓷表面结构设计法三种常用的陶瓷-金属接头残余应力调控方法的研究现状,并介绍超快激光与闪连两种新型局部加热陶瓷-金属焊接新方法的研究进展,讨论适用于陶瓷-金属接头残余应力测量方法及原理,并总结了陶瓷-金属接头残余应力分布测量的研究现状,最终展望了陶瓷-金属接头残余应力调控与测量未来的发展趋势。

关键词：陶瓷金属残余应力调控残余应力测量

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面向叶片损伤修复的机器人电弧熔丝沉积工艺研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 187-196页

作者：陈祉旭李晨星杨春利哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001

电弧熔丝沉积修复薄壁变宽度叶片时,控制尖角处熔塌和确保各层等高是一大技术难题。本文面向整体叶盘叶片损伤修复工艺技术需求,通过设计TC4钛合金叶片模拟件,进行机器人操作钨极气体保护电弧(Gas tungsten arc,GTA)熔丝沉积工艺技术研... 详细信息

电弧熔丝沉积修复薄壁变宽度叶片时,控制尖角处熔塌和确保各层等高是一大技术难题。本文面向整体叶盘叶片损伤修复工艺技术需求,通过设计TC4钛合金叶片模拟件,进行机器人操作钨极气体保护电弧(Gas tungsten arc,GTA)熔丝沉积工艺技术研究。提出一种控形拘束片控制尖角处熔塌及沉积成形的方法。针对界面上散热条件的不同,结合脉冲电流工艺精确调控热输入分布,实现了首层至前5层沉积宽度及高度一致性良好的成形。此时沉积层成形宽度均匀,上表面高度波动范围在±0.12 mm。随后结合恒定工艺参数进行了40层沉积,沉积区壁厚控制精度为±0.17 mm,各层上表面成形基本平整。模拟修复件组织细小均匀,平均极限抗拉强度和伸长率分别达到基体的92.5%和94.7%,为叶片高精度修复奠定了工艺基础。

关键词： GTA电弧熔丝沉积控形拘束片电流调控脉动送丝成形控制

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Si元素对钛/钢异种金属接头成形及微观组织影响

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焊接学报 2025年第1期46卷 1-7页

作者：孙清洁陶玉洁甄祖阳刘一搏张清华刘岳哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海) 特种焊接技术省重点实验室威海264209

采用T2Cu和CuSi3焊丝在相同工艺参数下对厚度为1 mm的TC4钛合金及304不锈钢进行焊接,并借助光学显微镜(optical microscopy,OM)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)研究了两种焊丝下的TC4/304异种金属焊接熔池冶金行为.对比... 详细信息

采用T2Cu和CuSi3焊丝在相同工艺参数下对厚度为1 mm的TC4钛合金及304不锈钢进行焊接,并借助光学显微镜(optical microscopy,OM)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)研究了两种焊丝下的TC4/304异种金属焊接熔池冶金行为.对比分析了不同焊丝成分,尤其是Si元素的加入对TC4/304异种金属接头宏观成形、界面微观组织和力学性能的影响.结果表明,Si元素的加入使液态熔池流动性显著增强,消除了凹陷和孔洞等缺陷,解决了焊缝背部熔合不良问题,焊缝宏观成形显著改善.两种焊丝均有效阻隔了Ti,Fe原子,钛/铜界面未生成Ti-Fe化合物,但在焊缝中心以及铜/钢界面处生成了少量Ti-Fe相.CuSi3焊丝中充足的Si元素不仅使Ti5Si3相形核生长的更加充分,在熔池流动的作用下均匀分布于焊缝中,对接头起到弥散强化作用.与T2Cu焊丝相比,CuSi3焊丝所得接头的抗拉强度提升了81.4%,最高达到366.8 MPa.

关键词：钛/钢异种金属焊接 Si元素焊缝成形微观结构弥散强化

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钛/钢异种金属焊接研究进展综述

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机械工程学报 2024年第22期60卷 40-57页

作者：孙清洁陶玉洁刘一搏冯吉才哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)特种焊接技术省重点实验室威海264209

钛/钢异种金属结构件不仅可以发挥钛合金比强度高、耐蚀性好等优点,还可以兼顾钢材优异的焊接性和性价比,在石油化工、海洋工程及航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,由于Ti、Fe之间的物理及化学性能差异较大,实现钛/钢结构件的可... 详细信息

钛/钢异种金属结构件不仅可以发挥钛合金比强度高、耐蚀性好等优点,还可以兼顾钢材优异的焊接性和性价比,在石油化工、海洋工程及航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,由于Ti、Fe之间的物理及化学性能差异较大,实现钛/钢结构件的可靠焊接极具挑战。界面脆性化合物的生成以及接头内部较大的残余应力是制约接头性能提高的主要原因。从界面能量调控、中间层冶金调控以及能场辅助热源调控三个角度出发,综述了焊接工艺、中间层种类以及辅助能场在钛/钢异种金属焊接领域的国内外研究进展,总结对比了合金元素、工艺参数等因素对接头宏观成形及界面微观组织的影响,分析了工艺-成形-组织-性能之间的内在关联。在此基础上,对钛/钢异种金属连接进行了总结与展望,拟为未来钛/钢连接的研究方向与技术突破提供参考。

关键词：钛/钢异种金属焊接能量调控中间层调控能场辅助组织性能

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选区激光熔化制备IN738LC流道的电化学抛光工艺

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表面技术 2024年第20期53卷 134-142,157页

作者：吕海卿王琦舜李明川常帅李俐群哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学郑州研究院郑州450046

目的改善选区激光熔化制备的流道部件内表面的成形质量。方法采取内置阴极的电极排布方式,对IN738LC流道内表面进行电化学抛光,在磷酸-硫酸体系下对电解液配比进行试验优化,同时确定适用于流道内表面电化学抛光的最佳添加剂(丙三醇)添... 详细信息

目的改善选区激光熔化制备的流道部件内表面的成形质量。方法采取内置阴极的电极排布方式,对IN738LC流道内表面进行电化学抛光,在磷酸-硫酸体系下对电解液配比进行试验优化,同时确定适用于流道内表面电化学抛光的最佳添加剂(丙三醇)添加量、温度区间、外加电压等主要工艺参数。采用激光共聚焦显微镜与表面轮廓仪测量流道内表面的表面粗糙度以评价电化学抛光效果,并通过光学显微镜对抛光前后流道内表面形貌变化进行对比与分析。结果在60%(体积分数)磷酸与15%(体积分数)硫酸的混合电解液中,IN738LC流道内表面取得了最佳的抛光效果,表面粗糙度降低最多。在每100 mL混合电解液中加入6 mL的丙三醇,可以进一步提高抛光效果;最佳抛光温度为50~60℃;在2.3 V(***)的外加电压下,可以实现SLM制备流道粗糙内部表面的高选择性电化学抛光,直流道内表面粗糙度由约10μm降低至1.12μm。结论与常规电化学抛光采用的极限电流平台中间电压1.7 V(***)相比,新型过电位电化学抛光所采用的特殊电压2.1~2.3 V(***)明显更适用于选区激光熔化成形的复杂流道内表面,在不带来表面损伤的前提下,最大限度地实现了黏附颗粒的选择性去除。在合适的电解液中加入适量甘油使抛光后内表面的熔道轮廓更加平滑,电化学抛光的整体均匀性有所提高。过电位抛光方法在局部选择性和整体均匀性上的优异表现,证明了其在增材制造复杂构件表面光整方面具有极高的应用价值。

关键词：选区激光熔化流道内表面电化学抛光表面粗糙度过电位

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复杂叶片修复的电弧熔丝沉积姿态控制方法研究

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机械工程学报 2025年

作者：陈祉旭陈远航李晨星杨春利哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室

电弧熔丝沉积修复航空发动机高压压气机叶片是一项技术难题，焊枪固定姿态沉积容易造成修复区成形与数模的偏差。面向整体叶盘叶片修复技术需求，提出适用于叶片修复的钨极气体保护电弧(Gas tungsten arc, GTA)熔丝沉积路径规划和焊枪... 详细信息

电弧熔丝沉积修复航空发动机高压压气机叶片是一项技术难题，焊枪固定姿态沉积容易造成修复区成形与数模的偏差。面向整体叶盘叶片修复技术需求，提出适用于叶片修复的钨极气体保护电弧(Gas tungsten arc, GTA)熔丝沉积路径规划和焊枪姿态控制规划方法，主要通过控制侧倾角使焊枪在沉积过程中跟随叶片型面倾斜改善成形。结果表明，焊枪侧倾改变了电弧压力分布，促进了液态金属向内侧边缘的填充，增大沉积宽度；并且侧倾角越大，液态金属同时越容易向外侧铺展，降低沉积塌陷风险。焊枪侧倾姿态沉积的侧壁波纹度相比垂直姿态沉积降低约0.4 mm，有效厚度提高约0.44 mm，表面粗糙度降低约12.7%。实际修复的叶片没有明显沉积缺陷，避免了焊枪垂直姿态沉积时的成形偏差。最小单边加工余量约0.88mm，为精加工提供保障。沉积过程中控制焊枪姿态将为提高复杂曲面结构的成形能力提供方法参考。

关键词： GTA电弧熔丝沉积叶片修复加工路径规划焊枪姿态控制成形控制

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高压冷喷涂制备微纳米双尺度Si Cp/6061Al复合涂层

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中国表面工程 2025年

作者：周长壮银谱馨巩春志刘启明田修波哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室

冷喷涂制备碳化硅颗粒增强铝基复合涂层在材料防护领域展现出广阔的应用前景，但目前单一尺度增强相对复合涂层性能的强化作用有限。为了进一步增强复合涂层力学性能，采用微米+纳米双尺度增强相模式，通过纳米颗粒的加入进一步增强Si ... 详细信息

冷喷涂制备碳化硅颗粒增强铝基复合涂层在材料防护领域展现出广阔的应用前景，但目前单一尺度增强相对复合涂层性能的强化作用有限。为了进一步增强复合涂层力学性能，采用微米+纳米双尺度增强相模式，通过纳米颗粒的加入进一步增强Si C颗粒对复合涂层的各自尺度优势和耦合效应，制备出综合性能优异的复合涂层，从而满足对其强度、耐磨性等性能的综合要求。通过高压冷喷涂技术设计并制备了微纳米Si C/6061Al复合涂层，系统研究微纳米增强复合涂层制备及微观组织及性能变化。结果表明：冷喷涂可实现微纳米双尺度Si C/6061Al复合涂层的制备，所制备Si C/Al纳米复合涂层组织致密，微米及纳米级Si C弥散分布在6061Al基体之上；相比于单一微米增强Si C/6061Al复合涂层，纳米颗粒Si C颗粒对6061Al基体有明显强化作用，冷喷涂微纳米增强Si C/6061Al复合涂层的硬度相比微米增强Si C/6061Al复合涂层提高了14%，且耐磨损性能明显增强，磨损率降低了41.92%。随着气体压力逐渐增大，微纳米增强Si C/6061Al复合涂层的硬度逐渐升高，磨损率逐渐降低。当气体压力达到5MPa时，磨损率降低到3.091 9×10-4 mm3/(N·m)。所提出的冷喷涂制备双尺度SiC/6061Al复合涂层方可为未来碳化硅颗粒增强铝基复合涂层的应用提供数据支持。

关键词：高压冷喷涂微纳米增强Si Cp/6061Al复合涂层气体压力

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复杂载荷、极端环境下焊接结构疲劳寿命预测研究综述

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中国机械工程 2024年第5期35卷 829-839页

作者：董志波王程程李承昆李峻臣赵耀邦历吴恺徐爱杰哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001 上海航天精密机械研究所上海201600

焊接接头易出现缺陷和应力集中,在疲劳载荷作用下将成为疲劳裂纹萌生和扩展的薄弱区域。与均质材料相比,接头各区域微观组织及应力局部化使得焊接结构疲劳问题进一步复杂化。区别于理想实验条件,实际焊接结构服役环境复杂,疲劳寿命预测... 详细信息

焊接接头易出现缺陷和应力集中,在疲劳载荷作用下将成为疲劳裂纹萌生和扩展的薄弱区域。与均质材料相比,接头各区域微观组织及应力局部化使得焊接结构疲劳问题进一步复杂化。区别于理想实验条件,实际焊接结构服役环境复杂,疲劳寿命预测须考虑环境因素与焊接结构耦合特性。为此,对影响焊接结构的内在因素进行总结分析,从复杂载荷和极端服役环境两方面对现有焊接结构寿命预测模型进行综述,结合最新研究进展对改进焊接结构疲劳寿命评估方法提出建议。

关键词：焊接结构影响因素复杂载荷极端环境寿命预测模型

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热处理对激光增材ATI 718Plus的组织与力学性能的影响

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中国激光 2024年第16期51卷 202-210页

作者：任逸群吴悦晨常帅李俐群王民庆哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 钢铁研究总院北京100081

使用激光熔化沉积技术制备了ATI 718Plus薄壁单墙样品,研究了不同热处理工艺对沉积单墙组织及力学性能的影响。沉积态组织主要呈现外延生长的柱状树枝晶形貌,枝晶间析出了大量Laves相,该相消耗了大量Nb、Mo等合金强化元素。试验发现热... 详细信息

使用激光熔化沉积技术制备了ATI 718Plus薄壁单墙样品,研究了不同热处理工艺对沉积单墙组织及力学性能的影响。沉积态组织主要呈现外延生长的柱状树枝晶形貌,枝晶间析出了大量Laves相,该相消耗了大量Nb、Mo等合金强化元素。试验发现热处理工艺对样品组织有着显著影响。直接时效热处理后,Laves未发生明显溶解,但周围析出了大量η相;982℃固溶时效热处理后,Laves相由长链状变为颗粒状,有部分再结晶发生;而1020℃固溶时效热处理后,Laves相基本溶解,再结晶现象显著,柱状晶转变为等轴晶。室温拉伸结果表明,合适的热处理可以减少Laves相,从而提高沉积样品的强度和塑性。其中直接时效热处理的强度最高,相比沉积态抗拉强度提高了51.9%,但断后伸长率下降了13%。1020℃固溶时效热处理的综合性能最好,相比沉积态抗拉强度提高了34.2%,断后伸长率提高了25.8%。

关键词：激光技术激光熔化沉积镍基高温合金热处理

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