- 马明星;柳沅汛;谷雨;叶晓阳;张伟明;钟敏霖;刘文今;
激光制备高熵合金涂层对于拓展性能优异的高熵合金在表面改性中的应用具有重要意义。采用激光熔覆的方法,在45~#钢基体上制备了成形良好的AlCoCrNiMo涂层,证实了激光制备AlCoCrNiMo高熵合金涂层的可行性,并研究了激光熔覆工艺参数和Al含量对A1CoCrNiMo高熵合金涂层的成形质量、微观组织结构、硬度的影响规律。结果表明,在无保护气体、涂覆厚度较薄、能量密度适宜时,可以得到成形质量良好的AlCoCrNiMo高熵合金涂层;涂层组织由共晶体和网状联接物组成,平均硬度在950～1250HV_(0.2)之间,在800℃下仍能保持700HV_5的硬度,随着工艺参数的不同,涂层的组织、硬度会有一定的差异;随着Al含量的增加,Al_xCoCrNiMo涂层的相结构变得简单,网状联接物的耐腐蚀相减少,硬度降低,但涂层的硬度始终在950HV_(0.2)以上。
2010年06期 v.30 433-437页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K] - 郑晓庆;杨义忠;马明星;谷志飞;郭学刚;宫显宇;冯晓星;杜志毅;梁德礼;张伟明;刘文今;
采用自主开发的材料体系对5CrMnMo钢堆焊层表面进行了激光合金化处理。研究了堆焊层激光合金化处理后的组织和显微硬度。在优化的工艺参数下,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的强化层。合金化层平均硬度HV750。应用于热锻模具,斯太尔曲轴切边模寿命提高了60%。研究与生产应用表明,激光制备的原位合成颗粒增强表层微观结构和激光合金化层-堆焊层-5CrMnMo钢基材形成连续的宏观梯度组织结构,是模具服役寿命提高的关键因素。
2010年06期 v.30 438-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K] - 马明星;王雁启;朱有慧;杨林;张伟明;张红军;刘文今;
在合金灰铸铁基体上利用新型镍基粉末进行侧向送粉激光合金化制备原位合成颗粒增强高镍复合涂层,探究适用于合金灰铸铁送粉激光合金化的工艺参数。在合金灰铸铁气门座圈表面利用侧向送粉激光合金化进行小批量试制。重点解决了气门座圈强化层出现的硬度过高、加工裂纹、气孔缺陷等问题,制备出无气孔缺陷、硬度较低,满足技术要求的强化层,实现对合金灰铸铁气门座圈的激光强化。
2010年06期 v.30 442-446页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K] - 耿广刚;姚建华;王维夫;孔凡志;张群莉;
在室温下金属材料对激光的反射率很大,尤其对CO_2激光的反射率达90%以上,因此在激光相变硬化和熔凝过程中,能提高金属材料对激光吸收率的吸收涂层起到了非常重要的作用。常用金属氧化物大多为半导体或绝缘体,对激光有良好的吸收性能。本文通过金相法考察了6种金属氧化物对CO_2激光的吸收性能,并对吸收激光的性能与其能级结构的关系进行了初步探讨。研究表明,TiO_2在低或高功率密度下对CO_2激光均有较高的吸收率,可以以其作为吸光涂料的主要成分。
2010年06期 v.30 447-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K] - 鲁燕;孔凡志;姚建华;陈智君;楼程华;
在热作模具钢H13基体上通过激光熔覆制备出TiC/H13复合涂层,研究不同TiC含量对复合涂层抗回火(600℃)性能的影响。利用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计对激光熔覆涂层回火前后的组织、成分、硬度进行了对比分析和测试。TiC质量分数小于25 wt.%时,涂层与基体之间保持良好的结合,没有出现明显缺陷,当质量分数为25 wt.%时,颗粒周围出现微裂纹。能谱分析表明复合涂层中的颗粒主要成分是Ti和C。激光熔覆TiC/H13复合涂层回火处理10h和回火前对比,晶粒明显长大,随着TiC含量增加,涂层晶粒越细小,TiC弥散分布于晶界处,抑制枝晶的生长,起到细化晶粒的效果;回火20h和回火10h的对比发现晶粒长大不明显。硬度测试显示随着TiC质量分数的增加,熔覆层硬度明显增加,回火后仍保持很高的硬度。
2010年06期 v.30 451-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K] - 孔凡志;丁庆明;张孝彬;骆芳;姚建华;
利用CO_2激光熔凝NiAl/Al_2O_3化学复合镀层,研究NiAl金属间化合物的加入对复合镀层的性能影响。借助SEM、XRD、摩擦摩损试验机等对激光强化后的复合镀层的成分、组织、结构以及耐磨性能进行了分析。NiAl金属间化合物的加入明显提高复合镀层的表面平整度,对显微组织的细化也起到了一定的作用。激光熔凝后产生的金属间化合物对提高复合镀层的硬度和耐磨性起到重要的作用。复合镀层硬度提高近3倍,而其耐磨性提高50%左右。
2010年06期 v.30 456-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K] - 王维夫;V.Kovalenko;M.Anyakin;耿广刚;陈智君;姚建华;
为了解决铝合金零件激光修复与再制造中的气孔等质量问题,以正交试验规则为基础,采用高吸收率半导体激光在铝合金表面设计了熔覆实验,并采用统计模型进行了优化。结果表明,在有效控制保护气氛的前提下,通过优化工艺参数能够显著的减少熔覆层中的气孔缺陷。基于统计模型模拟的结果显示,适当降低扫描速度有利于减少涂层中气孔的数量。功率变化的影响相对较小,但可以显著影响涂层的成形质量。分析认为这主要与不同条件下熔覆过程中的气泡的排出行为差异有关。
2010年06期 v.30 460-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K] - 叶诗豪;姚建华;楼程华;胡晓冬;苗建民;
在圆形光斑和矩形光斑下,采用7kWCO_2激光器,对17-4PH不锈钢做了激光固溶的工艺实验研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪分别检测了激光处理后强化层的显微组织、显微硬度,结果表明,激光固溶层存在高密度的马氏体组织,圆光斑下的固溶层平均显微硬度为360HV_(0.2),矩形光斑下的为400HV_(0.2)。气蚀实验中,圆光斑激光固溶时效后的试样气蚀累计损失量为基体的0.8倍,矩形光斑下的为0.6倍。最后讨论并分析了影响固溶强化效果的四个主要因素,激光功率、扫描速度、光束质量以及光斑几何形状。
2010年06期 v.30 465-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 691K] - 楼程华;孔凡志;陈智君;胡晓冬;姚建华;
利用2kW半导体激光器和同轴送粉装置在40Cr表面进行激光熔覆铁基合金,解决易于失效的问题。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机等对熔覆层的微观形貌、物相、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析测试。结果表明,激光熔覆铁基合金的显微硬度提高2倍左右,平均摩擦系数和磨损量分别为基体的44%和35%。激光熔覆层中的晶粒细化和金属间化合物的形成对性能的提高起到重要作用。
2010年06期 v.30 470-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] - 李俐群;张新戈;戴景民;夏昌兴;陈彦宾;
利用双光束激光焊接适应性好,焊接过程稳定等优点来改善单束激光焊接在不等厚板拼焊中的适应性,提高焊接质量。采用双光束激光对板厚为1.4mm和0.8mm的不等厚钢板进行拼焊试验。首先对不等厚板双光束激光焊接的熔化特性进行了研究。研究了光束能量比、光束作用位置和有效光束尺寸对焊缝成形的影响。对不等厚板双光束激光焊接的应力应变场进行分析研究,结果表明,不等厚板拼焊后的残余应力应变场分布不对称,薄板一边整体变形大于厚板一边。
2010年06期 v.30 474-478页 [查看摘要][在线阅读][下载 645K] - 郭亮;王少华;张庆茂;徐鹏嵩;庞振华;
采用连续光纤激光器对304不锈钢薄板进行了焊接工艺研究;为了提高激光焊接质量,引入BP神经网络对激光焊接工艺参数进行了优化,建立了焊接质量指标与焊接工艺参数之间的神经网络预测模型,并利用神经网络模型选择了较优的工艺参数。实验结果表明采用该工艺参数进行激光焊接可获得成形良好、无缺陷的焊缝。神经网络的性能预测指标与实际值间的偏差小于5%,可用于激光焊接工艺设计。
2010年06期 v.30 479-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 518K] - 郭亮;徐鹏嵩;张庆茂;王少华;庞振华;
采用Nd:YAG激光对井下作业光纤传感器的SUS304不锈钢外壳进行了焊接。为改进传感器不锈钢外壳封装工艺,满足井下作业环境对传感器不锈钢外壳较高的强度和较好密封性要求,采用正交实验设计方法优化了激光焊接的工艺参数并比较了优化效果。优化的激光焊接参数为电流180A,脉宽3ms,频率30Hz,扫描速度10mm/s。对焊接接头进行了拉伸强度测试、断口分析、金相组织分析、显微硬度分析。结果表明:优化参数的焊接试样质量明显好于未优化参数的试样,其抗拉强度为767.5N/mm~2,达到基材抗拉强度的96%,拉伸断裂机制为韧性断裂;焊缝组织没有出现气孔、裂纹等缺陷;焊缝硬度与基材相当,硬度范围为HV_(0.3)230～250。
2010年06期 v.30 483-487页 [查看摘要][在线阅读][下载 1605K] - 闵大勇;李勇;张显斌;卢飞星;
传统的激光器作为光源对Al_2O_3陶瓷进行划线时,线宽满足不了精密划线的加工要求。现采用光纤激光作为光源对Al_2O_3陶瓷进行了划线的实验研究,分析了不同工艺参数对划线效果的影响。在功率100W,占空比30%,速度2400mm/min,频率800Hz,气压0.15Mpa的参数下,获得了20um的划线宽度、0.22mm的划线深度的划线样品。结合实际加工要求,给出了最佳的工艺参数,并提出了后续尚待改进的问题。
2010年06期 v.30 488-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K] - 马柯;陈树海;黄继华;夏军;张华;赵兴科;
采用激光深熔焊方法对不锈钢/铝合金的搭接焊进行了试验研究。分析了不锈钢/铝合金激光深熔焊界面金属间化合物的相组成与形貌特征,研究了焊接裂纹的萌生与分布,并对接头力学性能进行了测试。试验结果表明,界面金属间化合物由接近钢一侧的枝晶状的FeAl与接近于铝合金一侧的针状或絮状FeAl_3组成。当熔池对铝合金的熔穿深度过大时,在界面反应区容易萌生裂纹缺陷,并且裂纹随熔穿深度的增加而不断增殖与扩展,引起接头抗拉性能下降。当铝合金的熔透深度在300μm附近时,接头承载能力为151.1N/mm。
2010年06期 v.30 493-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 1192K] - 何超;陈继民;刘富荣;王敏;
超白玻璃是一种超透明低铁钙钠玻璃,具有优越的机械、物理和光学性能,被广泛应用于制作各种光学元件以及仪器保护装置,特别是硅太阳能电池表面的封装。应用低功率连续CO_2激光器在不同工艺参数条件下,对超白玻璃表面进行刻蚀诱导,通过分光光度计测量这种结构对紫外、可见光、近红外(250～1500nm)不同波段的吸收和透过率,并研究激光刻蚀参数与透过率的关系。实验表明,激光刻蚀诱导产生了微米量级的表面形貌结构,这种结构改变了材料在可见光380nm到近红外波段的光谱透过率特性。
2010年06期 v.30 498-502+507页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K] - 刘明辉;张宏;刘双宇;石岩;
采用CO_2激光器和MAG焊机在5mm厚高强度钢板上进行了复合焊接试验,同时,采用高速摄像机对等离子体形态、复合焊接稳定性以及熔滴过渡行为进行了研究。结果表明,保护气体参数对焊接过程的稳定性、熔滴过渡行为和焊缝形状的影响至关重要。伴随着气体流量的增加(由15L/min增加到35L/min),焊接过程由稳定变得不稳定,焊接熔深先增大后减小,等离子体高度、熔滴过渡频率和熔滴分离速度呈减小的趋势,熔滴直径呈增大的趋势。此外,He含量增加到一定值时会导致引弧不稳定,造成焊缝表面产生缺陷。
2010年06期 v.30 503-507页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K] - 吴浩;胡兵;曹三清;郑启光;应花山;汪传林;
搭建了紫外激光FPC(Flexible Printed Circuit)切割系统软件的整体框架结构。该切割软件突出之处在于采用振镜和工作台联合协调加工;切割过程中激光依靠受计算机控制的两个振镜实现激光的高速扫描;通过可补偿聚焦误差的聚焦镜将光束聚焦到工件表面,实现高速切割,充分发挥紫外激光的"冷"加工特性。软件通过Gerber文件获取切割路径,然后对切割路径网格化,每一个网格为一个加工单元,加工单元的大小由振镜幅面大小控制,通过移动工作台依次逐块进行加工从而完成整张FPC的切割加工。由于振镜自身的畸变误差(如枕型和桶形畸变等)以及加工过程中网格块的变换,使得如何处理好各种误差补偿是软件发开的关键技术之一;FPC生产工艺复杂,所用的材料容易产生变形;而且不同的部位由于材料不同造成变形不均匀,极大的影响切割精度,软件通过摄像机获取板材上的定位点,通过该定位点与基于射影变换的定位方法完成自动定位与变形校正。最后在Visual C++6.0环境下开发了上述所有功能模块。实践结果表明本软件系统切割速度快,定位精度高;满足了当前FPC切割加工所需要的主要功能,软件操作简单,界面良好,具有较大的应用价值。
2010年06期 v.30 508-514页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K] - 秦工;涂昌培;
更快的调Q开关速度以进一步提高峰值功率并压缩脉宽将会使电光调Q技术在激光打孔、划片、雕刻和测距等领域得到更广泛的的应用。设计了一种新型的高速电光调Q开关驱动电源,包括高压电源、高速开关电路、触发电路和控制电路等,该驱动电源具有体积小、功耗低和工作寿命长等优点。经实验,下降沿在20ns以下,高压在2KV至5KV可调,重复频率可达10KHz。
2010年06期 v.30 515-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K] <正>~~
2010年06期 v.30 525-526页 [查看摘要][在线阅读][下载 97K]