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采用Al-Si-Ti-Cu-In钎焊70% SiC_p/Al复合材料工艺研究

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机械工程学报 2016年第12期52卷 59-66页

作者：李娟王克鸿南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

采用Al-Si-Ti-Cu-In钎料在不同工艺参数下对70%SiC_p/Al复合材料进行真空钎焊,通过扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(Energy dispersive spectrometer,EDS)技术对接头组织形貌进行分析。结果表明:采用600℃、6MPa、保温1.5 h所得接头具有最大剪切强度90.17 MPa,断裂从母材开始,穿过钎料层,在另一侧母材中瞬断,其形貌具有韧、脆混合型断口形貌特征。焊缝微观组织主要包括蜂窝状Al基体、聚积的颗粒状富Ti、In相、环状富Si相和界面处的针状Al_4C_3脆性相。提高钎焊温度有利于焊缝中孔隙的收缩和减少,增加钎料对复合材料的润湿性,也有利于激发Ti的活性,阻碍Al_4C_3脆性相的生成。由于烧结体中孔隙变化规律和柯肯达尔效应的共同作用,使得焊缝中孔隙随保温时间的延长先减少后增加,若继续延长保温时间,孔隙终将消失。提高压力能有效改善焊缝致密度,阻碍Al_4C_3脆性相的形成,并改善其形态,能有效提高接头力学性能。

关键词：真空钎焊 SiC_p/Al复合材料温度保温时间压力

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新型低飞溅高能量短路过渡波形控制技术

焊接学报 2009年第8期30卷 45-48页

作者：冯曰海刘嘉殷树言王克鸿南京理工大学材料科学与工程系南京210094 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

波形控制方案是实现短路过渡CO2气体保护焊焊接质量的关键.针对目前常用的恒流波形控制方案焊丝干伸长适应能力差和恒压波形控制方案燃弧后期熔滴排斥作用明显,容易产生瞬时短路的不足,提出了一种新的波形控制方案—自然波形控制方案.... 详细信息

波形控制方案是实现短路过渡CO2气体保护焊焊接质量的关键.针对目前常用的恒流波形控制方案焊丝干伸长适应能力差和恒压波形控制方案燃弧后期熔滴排斥作用明显,容易产生瞬时短路的不足,提出了一种新的波形控制方案—自然波形控制方案.该方案根据短路过渡时间和空间的不同,自动调整波形控制参数,在燃弧期间和短路期间都采用斜率控制方式,减少熔滴的排斥作用,实现熔滴与熔池的自然接触短路.结果表明,自然波形控制方案具有促进熔滴与熔池发生自然接触短路,熔滴过渡规律性强,焊接飞溅小,燃弧能量高的特点.

关键词：熔化极气体保护焊数字控制系统短路过渡波形控制

合金元素对70% SiC_p/Al复合材料钎料性能的影响

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焊接学报 2015年第10期36卷 73-76,104页

作者：李娟王克鸿张德库南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

采用正交试验法,研究了Cu,Si,Mg以及Ni元素的含量变化对Al-Cu-Si-Mg-Ni钎料熔点、润湿性的影响规律,并通过扫描电镜观察分析了钎料的显微组织.结果表明,影响钎料熔点的三个主要因素依次为:Mg元素的含量、Al-Cu-Si三元共晶反应程度和Ni... 详细信息

采用正交试验法,研究了Cu,Si,Mg以及Ni元素的含量变化对Al-Cu-Si-Mg-Ni钎料熔点、润湿性的影响规律,并通过扫描电镜观察分析了钎料的显微组织.结果表明,影响钎料熔点的三个主要因素依次为:Mg元素的含量、Al-Cu-Si三元共晶反应程度和Ni元素的含量.随着镁含量增加,钎料的熔点降低,润湿性提高,但过量的镁使焊缝凝固后组织疏松.当镁含量一定时,η≈(Si/Cu)/(Si+Cu)与0.06越接近则三元共晶反应进行程度越大,钎料熔点越低.当Mg元素的含量和Al-Cu-Si三元共晶反应程度一定时,镍含量增加,钎料熔点降低.在焊缝组织方面,沿晶界析出的粗大的块状硅相会增大接头脆性;在部分区域偏聚的Si元素,形成富硅相,在其周围常有气孔形成;弥散分布的白亮色针状θ(Cu Al2)相也会在一定程度上降低接头性能;而具有面心立方结构的α固溶体(Al-Cu固溶体、Al-Cu-Si固溶体和Al-Si固溶体)基体则使钎料具有优良的力学性能.

关键词：复合材料钎料性能微观组织

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基于非负矩阵分解的熔池图像识别方法

计算机集成制造系统 2023年第3期29卷 930-937页

作者：裴莹蕾王克鸿贵阳大数据产业集团有限公司贵州贵阳550081 南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094

为探求视觉传感智能识别焊接缺陷技术,利用电荷耦合器件(CCD)相机采集了熔化极气体保护焊(GMAW)熔池图像,分析了不同工艺条件下熔池动态变化过程及所对应的焊接缺陷,提出利用非负矩阵分解法对熔池图像进行解析,得到熔池图像的特征矩阵... 详细信息

为探求视觉传感智能识别焊接缺陷技术,利用电荷耦合器件(CCD)相机采集了熔化极气体保护焊(GMAW)熔池图像,分析了不同工艺条件下熔池动态变化过程及所对应的焊接缺陷,提出利用非负矩阵分解法对熔池图像进行解析,得到熔池图像的特征矩阵。通过最小二乘法计算未知焊接过程测试图像在特征矩阵的投影值,给出了焊接缺陷的自动识别方法。研究结果表明,焊接质量和熔池稳定程度有关联,熔池紊乱表现为熔池轮廓波动、浮渣离散等特点,熔池稳定程度下降伴随着焊接质量的下降,以及焊缝出现缺陷。利用非负矩阵分解法得到的熔池图像特征矩阵,能够对原始图像进行整体性描述(如熔池轮廓)和局部性描述(如浮渣区域、电弧区域等),具有物理可解释性,可用于识别焊接缺陷。

关键词：非负矩阵分解图像识别焊接熔池焊接缺陷熔化极气体保护焊

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包覆钎料铝-钢螺柱焊接头组织及性能

焊接学报 2012年第7期33卷 97-100,118页

作者：葛佳棋蒋勇王克鸿南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

采用包覆钎料感应加热方法,以AlSi钎料作为焊缝填充金属,对Q235钢螺柱和6061铝合金进行钎焊.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析.结果表明,AlSi钎料与铝母材反应充分,Si元素扩散至... 详细信息

采用包覆钎料感应加热方法,以AlSi钎料作为焊缝填充金属,对Q235钢螺柱和6061铝合金进行钎焊.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析.结果表明,AlSi钎料与铝母材反应充分,Si元素扩散至铝母材形成针叶状的共晶组织,焊缝近钢侧生成一条狭窄连续的Fe-Al金属间化合物,并沿垂直于铝基体的方向生成出胞状晶,金属间化合物层由Fe2Al5和FeAl3的混合相组织组成.力学性能测试表明,接头的抗剪强度最大为65 MPa,近钢侧金属间化合物的显微硬度值较高,接头断裂在金属间化合物区域,属于延性断裂.

关键词：感应加热钎焊异种金属焊接微观组织金属间化合物

616装甲钢厚板结构件多层多道焊数值模拟及试验验证

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焊接学报 2018年第11期39卷 89-93页

作者：黄俊翟紫阳王克鸿宋恺南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 常州兰翔机械有限责任公司常州213000

考虑施加约束条件对焊后变形及残余应力的影响,建立616装甲钢厚板结构件多层多道焊有限元模型.利用Sysweld软件对616装甲钢厚板结构件多层多道焊焊缝截面尺寸、焊后残余应力进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的准确... 详细信息

考虑施加约束条件对焊后变形及残余应力的影响,建立616装甲钢厚板结构件多层多道焊有限元模型.利用Sysweld软件对616装甲钢厚板结构件多层多道焊焊缝截面尺寸、焊后残余应力进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的准确性.对616装甲钢厚板结构件多层多道焊特征点热循环变化趋势、焊后变形情况进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好.结果表明,距离熔合线越远,峰值温度越低,达到峰值的时刻越滞后,受热程度越低.焊缝两侧、起弧端、收弧端是发生残余形变的主要区域,是高应力值的集中区.

关键词：厚板多层多道焊温度场数值模拟

氮含量对高氮钢PMIG焊接头组织和性能的影响

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焊接学报 2017年第4期38卷 95-98页

作者：荆皓王克鸿强伟孔见南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

文中采用H307Mo焊丝,开展了高氮钢PMIG焊接工艺试验,重点分析了焊缝中氮含量对接头组织和性能的影响,并通过调整工艺参数,控制焊缝中氮的含量.结果表明,当焊缝中氮含量低于0.24%时,焊缝以FA模式凝固,焊缝组织为骨架状铁素体枝晶和奥氏... 详细信息

文中采用H307Mo焊丝,开展了高氮钢PMIG焊接工艺试验,重点分析了焊缝中氮含量对接头组织和性能的影响,并通过调整工艺参数,控制焊缝中氮的含量.结果表明,当焊缝中氮含量低于0.24%时,焊缝以FA模式凝固,焊缝组织为骨架状铁素体枝晶和奥氏体基体组成,并且随着氮含量的提高,铁素体含量降低,显微硬度逐渐下降;当焊缝中氮含量高于0.30%时,焊缝以A模式凝固,组织为单相奥氏体枝晶组织,随着焊缝氮含量的提高,奥氏体枝晶不断增大,显微硬度逐渐提高.随着氮含量的提高,焊缝中气孔逐渐增多,冲击韧性呈现先增大后减小的趋势.

关键词：高氮奥氏体不锈钢 PMIG焊氮含量组织性能

吲哚菁绿与亚甲基蓝对生物组织激光钎焊强度及热损伤的影响

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中国激光 2019年第12期46卷 232-238页

作者：李聪王克鸿黄俊南京理工大学材料科学与工程学院

激光生物组织焊接与传统的缝合相比具有手术时间短、伤口愈合快、组织损伤少、无需拆线等优点。为了改善激光生物组织的焊接强度与质量,增加组织全厚度方向的激光吸收率,并探究染料对生物组织激光钎焊强度及热损伤的影响,以牛血清蛋白... 详细信息

激光生物组织焊接与传统的缝合相比具有手术时间短、伤口愈合快、组织损伤少、无需拆线等优点。为了改善激光生物组织的焊接强度与质量,增加组织全厚度方向的激光吸收率,并探究染料对生物组织激光钎焊强度及热损伤的影响,以牛血清蛋白溶液为基体,壳聚糖为稳定剂,吲哚菁绿、亚甲基蓝为染色剂,利用波长为1064 nm的Nd\:YAG激光器对施加助焊剂的离体猪皮肤进行钎焊实验,并对焊接效果进行对比。结果表明:吲哚菁绿与亚甲基蓝是激光焊接过程中效果显著的有机生色团,能在促进光热转换效率、增大焊接强度的同时降低热损伤。

关键词：激光技术激光材料加工生物组织抗拉强度热损伤焊接

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高能电子束活性区空间能量密度测量系统

焊接学报 2017年第10期38卷 16-20页

作者：沈春龙彭勇周琦王克鸿泰州学院船舶与机电工程学院泰州225300 泰州南京理工大学研究院泰州225300

在分析电子束流高能特点基础上研究束流信号检测和测量方法,提出小角度电子束磁控偏转扫描采集方案,在高温难熔钨板上设计直径25μm的小孔传感器,建立信号检测装置和控制流程,共享60 MHz时钟保证扫描与采集同步,将透过小孔的电子强度转... 详细信息

在分析电子束流高能特点基础上研究束流信号检测和测量方法,提出小角度电子束磁控偏转扫描采集方案,在高温难熔钨板上设计直径25μm的小孔传感器,建立信号检测装置和控制流程,共享60 MHz时钟保证扫描与采集同步,将透过小孔的电子强度转换成电压信号,经高频A/D采样和量化后高速传输到内存,对电子束单层截面信号可视化重构后依能量等级进行划分和能量密度分布计算,通过不同高度的多层数据重构活性区体模型,分割空间能量等值面形成序列能量曲面,标定能量峰值90%的空间区域为活性区焦斑.文中的软硬件系统能够有效应用于电子束品质评价.

关键词：电子束偏转扫描高频数据采集能量密度分布活性区焦斑三维体重构