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送粉式激光熔覆质量预测与熔覆过程数值模拟

送粉式激光熔覆质量预测与熔覆过程数值模拟

作者：杨贤群哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

送粉式激光熔覆因其具有工艺参数可控、对激光能量吸收率高、无内部气孔、生产效率高、熔覆材料和基体材料同时加热等诸多优点,展示出极强的研究开发价值。本文在跟踪、查阅国内外相关理论、应用研究现状的基础上,针对以下几方面展开研... 详细信息

送粉式激光熔覆因其具有工艺参数可控、对激光能量吸收率高、无内部气孔、生产效率高、熔覆材料和基体材料同时加热等诸多优点,展示出极强的研究开发价值。本文在跟踪、查阅国内外相关理论、应用研究现状的基础上,针对以下几方面展开研究: (1)将多元线性回归模型和遗传神经网络对比应用于激光熔覆质量预测。结果表明:多元线性回归分析应用于激光熔覆的质量预测是可行的;多元线性回归分析与遗传神经网络相比较,前者能直观获得熔覆层宽、高、基体熔深与规范参数之间的定量函数关系,更为方便,一般情况下应优先选用;后者预测精度相对较高,但运算过程相对复杂,更适合精度要求较高的场合。 (2)建立了同轴送粉式激光熔覆的解析模型,确定出了不同工艺参数下的激光束能量的重分配比例,计算出了粉末粒子在飞行过程中的温升。并发现粉末粒子的温升与激光功率呈近似线性关系。 (3)首次将数学解析模型与有限元模型结合,模拟激光熔覆过程的温度场分布。将粉末粒子在飞行过程中的温升作为初始温度场加载给基体,基体吸收的能量包括激光束能量重分配后基体直接吸收部分和通过加热粉末粒子传递给基体的能量,模拟所得熔池形貌与试验结果相吻合。模拟结果表明熔覆层上某点热循环曲线的升温过程近似呈直线垂直上升,降温曲线近似呈双曲线的一支,并且发现预热过程不能改变双曲线的开口大小和形状,但随着预热温度的增高,双曲线沿纵坐标上移。 (4)模拟了多道次激光熔覆温度场,模拟发现多道熔覆工件表面温度场呈后拖的偏椭圆状,即温度场椭圆不以光斑中心对称,而是偏向已形成熔覆层的一侧。同时分析了不同工艺参数对温度场分布的影响,分析认为预热、增大激光功率、减小扫描速率、减小送粉速率等均可以减小熔覆层开裂倾向,但作用效果却有所不同,实际生产中应将这几种工艺参数配合调节。 (5)在对送粉式激光熔覆应力产生机理进行深入分析的基础上,结合应力场数值模拟分析,研究了熔覆层裂纹产生过程及机理,结果表明熔覆层中心偏基体一侧是裂纹敏感区,该区域处于纵向拉伸、横向和厚向压缩的第三类主应变状态。

关键词：送粉式激光熔覆质量预测数学模型数值模拟应力场

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基于生死单元的激光熔覆温度场数值模拟

焊接学报 2010年第5期31卷 81-84页

作者：赵洪运舒凤远张洪涛杨贤群哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209

计算了不同激光功率条件下粉末粒子到达基体前的温升情况,并将粉末粒子到达基体前的温度作为初始条件,采用生死单元法对单道和多道激光熔覆温度场进行了研究.利用熔池尺寸和形貌,验证了模型的可靠性.结果表明,粉末粒子温升和激光功率呈... 详细信息

计算了不同激光功率条件下粉末粒子到达基体前的温升情况,并将粉末粒子到达基体前的温度作为初始条件,采用生死单元法对单道和多道激光熔覆温度场进行了研究.利用熔池尺寸和形貌,验证了模型的可靠性.结果表明,粉末粒子温升和激光功率呈线性关系,单道熔覆层的温度变化呈一个锯齿状,升温过程近似呈直线上升,降温曲线近似呈双曲线的一支,而多道熔覆过程中,温度场呈后拖的偏椭圆状.节点上的热循环经过逐渐增大的峰值,峰值温度最终趋于稳态.

关键词：激光熔覆生死单元温度场初始条件

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400 MPa级超级钢专用焊条

焊接学报 2007年第10期28卷 13-16页

作者：赵洪运徐春华杨贤群吴剑谦哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209

焊缝金属的强韧化是超级钢焊接中的一个技术难题,要实现焊缝的强韧化,并避免冷裂纹,需开发与母材性能相匹配的焊接材料。对400 MPa级超级钢主要通过合金化控制焊缝组织使其获得针状铁素体即可获得理想的强韧性。通过大量工艺试验研究,结... 详细信息

焊缝金属的强韧化是超级钢焊接中的一个技术难题,要实现焊缝的强韧化,并避免冷裂纹,需开发与母材性能相匹配的焊接材料。对400 MPa级超级钢主要通过合金化控制焊缝组织使其获得针状铁素体即可获得理想的强韧性。通过大量工艺试验研究,结合400 MPa级超级钢的组织性能特点,研制开发了一种400 MPa级超级钢专用焊条。检测结果表明,该种焊条形成的焊缝金属组织为细小针状铁素体,焊缝金属屈服强度为435 MPa,抗拉强度为612 MPa,冲击吸收功为148J,其组织和性能同400 MPa级超级钢能很好的相匹配,达到了预期目的。

关键词： 400 MPa级超级钢合金化针状铁素体

400 MPa超细晶粒钢焊接接头的强化工艺研究

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金属热处理 2008年第10期33卷 91-94页

作者：赵洪运张广传吴剑谦杨贤群徐春华哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院山东威海264209 济南工程职业技术学院山东济南250200

分别通过表面机械强化和深冷处理对400 MPa级超细晶粒钢焊条电极手工焊焊接接头进行了强化处理,并对强化处理前后焊接接头进行了组织和性能分析。研究结果表明:400 MPa级超细晶粒钢焊条电极手工焊焊接接头确实存在着晶粒严重长大和强度... 详细信息

分别通过表面机械强化和深冷处理对400 MPa级超细晶粒钢焊条电极手工焊焊接接头进行了强化处理,并对强化处理前后焊接接头进行了组织和性能分析。研究结果表明:400 MPa级超细晶粒钢焊条电极手工焊焊接接头确实存在着晶粒严重长大和强度下降现象;经表面机械强化后,400 MPa级超细晶粒钢焊接接头表面组织得到重新细化,焊接接头强度和韧性均有明显提高;经深冷处理后,焊接接头强度和韧性均有所提高,但效果不明显。

关键词：表面机械强化焊接接头超细晶粒钢深冷处理

CRH6型铝合金动车车体端墙结构焊接制造工艺

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金属加工（热加工） 2017年第4期 33-36页

作者：杨贤群广东南奥交通设备有限公司

本文阐述了CRH6车体端墙结构的焊接制造工艺流程,对需要重点控制的工艺进行了详细介绍,特别是端墙骨架的焊接及调修决定了端墙本体的尺寸形状,应严格控制组装及调修顺序;蒙皮电阻点焊应先做点焊工艺评定试验,确定参数后再焊接产品。严... 详细信息

本文阐述了CRH6车体端墙结构的焊接制造工艺流程,对需要重点控制的工艺进行了详细介绍,特别是端墙骨架的焊接及调修决定了端墙本体的尺寸形状,应严格控制组装及调修顺序;蒙皮电阻点焊应先做点焊工艺评定试验,确定参数后再焊接产品。严格控制尺寸、轮廓度、直线度、平面度等尺寸在公差范围内。

关键词：端墙骨架电阻点焊钻孔

新型铁素体耐热钢SA335P92的焊接工艺开发研究

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现代焊接 2016年第10期 47-51页

作者：杨贤群广东南奥交通设备有限公司

本文通过对SA335P92耐热钢的焊接性分析,制定了一套科学的P92钢焊接工艺,相控阵超声检测检查焊接接头一次性合格;晶相及力学性能试验各项指标均合格。说明本文所选焊材、焊接方法、焊接参数、施焊技术要求都合理。通过三种焊接方法对比... 详细信息

本文通过对SA335P92耐热钢的焊接性分析,制定了一套科学的P92钢焊接工艺,相控阵超声检测检查焊接接头一次性合格;晶相及力学性能试验各项指标均合格。说明本文所选焊材、焊接方法、焊接参数、施焊技术要求都合理。通过三种焊接方法对比,尽管埋弧焊的冲击吸收功较低,但其冲击韧性储备值足以满足常温下的加压、加载要求,由于其效率高、焊接质量稳定,实际产品焊接应优先选用埋弧焊。焊接时要严格控制层间温度在400~600℉之间,多道薄层焊接。选择760±10℃×4.0h的焊后高温回火热处理工艺。既保证了热处理的效果,又符合经济性的要求。

关键词：新型铁素体耐热钢焊接性力学性能回火参数

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城际动车组铝合金车体焊缝内在缺陷产生机理

现代焊接 2016年第11期 40-43页

作者：杨贤群广东南奥交通设备有限公司

本文利用焊接接头的宏观断面检测，分析了铝合金车体焊缝内部常见的5种焊接缺陷，通过对每种缺陷的产生机理分析，对每种缺陷的预防提出针对性的措施。

关键词：焊接缺陷机理裂纹气孔未熔合夹渣未焊透

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生态修复技术在黑臭水体治理中的应用与研究

科技创新与应用 2021年第17期11卷 139-141页

作者：杨贤群江苏永威环境科技股份有限公司江苏南京210029

以芜湖市某湖公园水体为例,通过对水环境现状的分析,针对性地采用污染源控制、水生态系统恢复、水质净化及景观提升、生态系统优化调整等生态修复技术多元化组合治理手法,水体治理和水体生态修复并重。最终水体消除黑臭,水质稳定达标,... 详细信息

以芜湖市某湖公园水体为例,通过对水环境现状的分析,针对性地采用污染源控制、水生态系统恢复、水质净化及景观提升、生态系统优化调整等生态修复技术多元化组合治理手法,水体治理和水体生态修复并重。最终水体消除黑臭,水质稳定达标,实现了研究水体应有的生态价值。

关键词：生态修复黑臭水体河湖治理水生态系统恢复

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人工湿地功能及其生态系统价值研究

资源节约与环保 2021年第7期36卷 9-10页

作者：杨贤群江苏永威环境科技股份有限公司江苏南京210029

随着我国人工湿地实践应用的日益广泛,人们对人工湿地的关注度也越来越高,除水质净化功能及景观功能外,人工湿地还具有调蓄功能、经济功能、宣传教育功能及生态系统功能。其中,人工湿地生态系统功能在近年尤为受到学者与大众的广泛关注... 详细信息

随着我国人工湿地实践应用的日益广泛,人们对人工湿地的关注度也越来越高,除水质净化功能及景观功能外,人工湿地还具有调蓄功能、经济功能、宣传教育功能及生态系统功能。其中,人工湿地生态系统功能在近年尤为受到学者与大众的广泛关注,其具有的价值非常重要,包括直接使用价值、间接使用价值以及非使用价值,但这些价值往往受到忽视。因此,文章对人工湿地功能及其生态系统价值进行研究总结,以期更多的学者和大众对人工湿地有更加深入的理解和认知。

关键词：人工湿地功能研究生态系统价值