制备工艺对弧焊成形件性能影响研究进展

阐述了弧焊工艺参数、搭接量、层间冷却时间、焊接路径规划以及激光-弧焊复合焊接工艺对成形件组织性能(残余应力、温度场、组织、硬度、抗拉强度)影响的研究现状,总结了尺寸与性能控制一体化快速制造、尺寸控制和表面改性复合快速制造、基于机械加工特征的性能控制等研究新进展,最后指出未来性能控制研究应在性能控制建模、几何尺寸与表面性能控制的顶层设计、弧焊快速制造与纳米表面工程的复合运用等方面加以重视。     

基于GMAW堆焊成形的顺序焊道搭接量模型

焊道搭接量对保证三维堆焊成形过程的顺利进行以及成形件的精度都有较为重要的影响。根据焊接熔滴过渡的物理特性,建立了GMAW堆焊三维成形的顺序焊道搭接量模型,在此基础上计算了平整堆焊层的相邻两道焊道的理论间隔,采用实际焊接试验对理论模型进行了验证,得到的理论间隔为L=2/3W,并进一步计算了平整堆焊层的高度为h=H/1-θ,实际试验得到的结果与理论结果相吻合,从而为焊接成形过程的自动化奠定了基础。     

基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术

材料制备与成形一体化技术是装备再制造关键技术之一。对于一些难以合成及加工成形的材料,采用高速电弧喷涂粉芯丝材的方法,通过喷涂弧区的快速、动态冶金过程,同步实现新材料的合成与成形,即在再制造快速成形过程中实现新材料的合成与制备。这一技术一方面可通过新材料设计,制备出赋予零件防腐蚀、耐磨损、耐高温等性能的涂层体系,另一方面它突破了热喷涂技术只能制备薄涂层传统观念,在开展制造零件用的快速成形材料方面也具有良好的研究空间。基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术在舰船钢结构长效防腐、电站锅炉管道防护、装备零件成形制造与再制造等领域具有良好的应用前景。     

无电焊接材料的燃烧速度和燃烧温度研究

采用高放热性的铝热剂（CuO＋Al）并加入适当的添加剂,制备了便携式的无电焊接笔材料,其燃烧速度可控,且具有高的燃烧温度。研究了反应剂颗粒大小、混料均匀性等对无电焊接笔材料的燃烧性能的影响。结果表明：反应剂粒径对无电焊接笔的燃烧速度具有显著影响,随着反应剂粒径的增大,燃烧速度明显减慢。反应剂粒径和混料时间是影响单位时间放热量和混料均匀度的主要因素,因而对无电焊接笔的燃烧温度具有明显影响。在一定的混料时间下,反应物粉末具有最佳的混料均匀性。反应物粒径小且混料均匀性好的无电焊接笔材料,其燃烧温度高。     

焊接过程对焊接残余应力及残余变形的影响

采用热弹塑性有限元法 ,对直通焊和多人同时分段焊两种焊接过程的平板对接焊时焊接应力变形和圆柱壳板环缝的焊接变形进行比较 ,认为多人同时分段焊较直通焊无论在降低焊接残余应力还是焊接残余变形都具有非常显著的效果     

添加剂对无电焊接脱渣性及焊缝成形的影响

针对焊接熔渣严重影响无电焊接焊缝成形的问题,通过添加造渣剂组分,研究了添加剂对无电焊接熔渣脱渣性及焊缝成形的影响。测试结果表明:添加剂的加入,使得无电焊接熔渣体系中形成多种多元化合物,并均匀、弥散地分布在Al2O3基体之中,形成规则的片层状组织,具有较好的相容性,而且通过形成多种多元化合物,使得无电焊接熔渣中的Al2O3相含量明显降低,从而显著地改善了无电焊接的脱渣性和焊缝成形性能,焊接接头的拉伸强度得到明显提高。     

双质量飞轮的弧形弹簧设计及仿真分析

为了研究双质量飞轮的减振特性及其在汽车上的使用情况，在分析弧形螺旋弹簧双质量飞轮工作原理的基础上，经过理论推导，得到了应用于双质量飞轮的弧形螺旋弹簧的刚度计算公式，根据此公式完成了2个弹簧和6个弹簧双质量飞轮的弹簧参数计算和结构设计；建立了车辆动力传动系统的多自由度扭振分析仿真模型，对2种形式双质量飞轮减振效果进行了仿真分析。分析结果对设计适用于已知工况的双质量飞轮具有实用意义。     

铁基非晶纳米晶涂层的耐磨性研究

采用基于机器人的自动化高速电弧喷涂技术在45钢基体上制备了FeCrBSiMnNbY非晶纳米晶涂层。研究了非晶纳米晶涂层在油润滑条件下，不同磨损时间、速度、载荷对涂层的磨损行为。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDAX）和X射线衍射仪（XRD）对涂层的组织结构进行了表征，利用纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析，摩擦磨损试验在MM200滑块磨损试验机上进行。结果表明：涂层组织均匀，结构致密，主要由非晶相和α-Fe相纳米晶组成；在相同磨损试验条件下，非晶纳米晶涂层的相对耐磨性为3Cr13涂层的4．6倍，磨损机制主要为脆性疲劳剥落。     

脉冲偏压离子镀的研究现状

脉冲偏压电弧离子镀的成膜过程远离热力学平衡态，与直流偏压电弧离子镀相比，具有成膜温度低、薄膜质量好和应力低等优点。从大颗粒净化作用、低温沉积、沉积速率、微观组织结构、内应力与结合强度、硬度等方面，综述了近年来脉冲偏压对薄膜性能影响的研究结果，重点讨论了机理方面的新成果，综述了脉冲偏压电源的研究状况，并对脉冲偏压电弧离子镀技术的应用前景进行了展望。     

Effect of tool rotational speed on the particle distribution in friction stir welding of AA6092/17.5 SiCp-T6 composite plates and its consequences on the mechanical property of the joint

This study investigates the effect of tool rotational speed (TRS) on particle distribution in nugget zone (NZ) through quantitative approach and its consequences on the mechanical property of friction stir welded joints of AA6092/17.5 SiC_p-T6 composite. 6 mm thick plates are welded at a constant tool tilt angle of 2° and tool traverse speed of 1 mm/s by varying the TRS at 1000 rpm, 1500 rpm and 2000 rpm with a taper pin profiled tool. Microstructure analysis shows large quantity of uniformly shaped smaller size SiC particle with lower average particle area which are homogeneously distributed in the NZ. The fragmentation of bigger size particles has been observed because of abrading action of the hard tool and resulting shearing effect and severe stress generation due to the rotation of tool. The particles occupy maximum area in the matrix compared to that of the base material (BM) due to the redistribution of broken particles as an effect of TRS. The migration of particles towards the TMAZ-NZ transition zone has been also encountered at higher TRS (2000 rpm). The microhardness analysis depicts variation in average hardness from top to bottom of the NZ, minimum for 1500 rpm and maximum for 2000 rpm. The impact strength at 1000 rpm and 1500 rpm remains close to that of BM (21.6 J) while 2000 rpm shows the accountable reduction. The maximum joint efficiency has been achieved at 1500 rpm (84%) and minimum at 1000 rpm (68%) under tensile loading. Fractographic analysis shows mixed mode of failure for BM, 1000 rpm and 1500 rpm, whereas 2000 rpm shows the brittle mode of failure.