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电子束熔覆改性技术扫描波形设计

宇航材料工艺 2010年第3期40卷 83-86页

作者：于斌靳庆臣刘志栋何俊程彬兰州空间技术物理研究所兰州730000

根据电子束扫描特性,设计电子束熔覆改性试验所用波形,利用该波形进行钛合金表面熔凝和硅化物涂层重熔试验,研究了扫描波形对电子束单道熔覆能量输入均匀性的影响。结果表明,电子束熔覆过程中熔池表面温度场均匀性是扫描波形、电子束束... 详细信息

根据电子束扫描特性,设计电子束熔覆改性试验所用波形,利用该波形进行钛合金表面熔凝和硅化物涂层重熔试验,研究了扫描波形对电子束单道熔覆能量输入均匀性的影响。结果表明,电子束熔覆过程中熔池表面温度场均匀性是扫描波形、电子束束斑品质、扫描频率和工艺参数综合影响的结果,所设计波形可用于电子束熔覆表面改性技术,改性层厚度均匀一致,扫描波形是影响电子束熔覆过程中熔池表面温度场均匀性的关键因素。

关键词：电子束重熔扫描波形表面熔凝能量分布温度场熔化深度

扫描波形对TC4钛合金真空电子束焊焊缝成形的影响

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焊接技术 2019年第7期48卷 22-27页

作者：钟伟吴家云吕榛中国航发南方工业有限公司

采用真空电子束焊方法,对3 mm厚的TC4钛合金进行自熔试验。通过焊缝外观、金相和显微硬度试验,分析扫描波形方式、扫描波形的频率和扫描波形的振幅与焊缝成形、焊缝组织及显微硬度的内在关系。结果表明:TC4钛合金焊缝外观成形较好,焊缝... 详细信息

采用真空电子束焊方法,对3 mm厚的TC4钛合金进行自熔试验。通过焊缝外观、金相和显微硬度试验,分析扫描波形方式、扫描波形的频率和扫描波形的振幅与焊缝成形、焊缝组织及显微硬度的内在关系。结果表明:TC4钛合金焊缝外观成形较好,焊缝表面为银白色,无氧化色彩,几乎没有缺陷(气孔、咬边、焊瘤)。对于TC4钛合金焊接工艺参数为:加速电压U_A=120 k V,电子束流I_B=6.0 m A,焊接速度v=20 mm/s,聚焦电流I_L=1 930 m A,频率f=300 Hz,振幅ACX=0.3 mm,最佳波形为空间矩形(W9),此时对应的深宽比最大,焊缝显微硬度在很小范围内变化。

关键词：钛合金真空电子束焊扫描波形焊缝成形

扫描波形对TC4钛合金电子束焊接焊缝成形的影响

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南昌航空大学学报（自然科学版） 2014年第1期28卷 39-43页

作者：陈玉华谢吉林郑南松钟伟袁术林南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 中国南方航空工业(集团)有限公司湖南株洲412002

扫描波形是电子束焊接时的工艺参数之一,但目前对于扫描波形对焊缝成形是否有影响未有定论。采用真空电子束的11种扫描波形对3 mm厚的TC4钛合金进行焊接,研究了电子束焊接不同扫描波形对焊缝成形的影响。结果表明:扫描波形对焊缝表面成... 详细信息

扫描波形是电子束焊接时的工艺参数之一,但目前对于扫描波形对焊缝成形是否有影响未有定论。采用真空电子束的11种扫描波形对3 mm厚的TC4钛合金进行焊接,研究了电子束焊接不同扫描波形对焊缝成形的影响。结果表明:扫描波形对焊缝表面成形没有显著影响;不同扫描波形焊接所得焊缝横截面均为"楔形"焊缝,扫描波形为x方向的三角波、矩形波、锯齿波以及y方向的三角波时所得的焊缝存在单侧咬边缺陷;扫描波形对焊缝熔宽和熔深的影响呈现无规律的波动,但是焊缝深宽比基本没有变化。

关键词：电子束焊接扫描波形钛合金焊缝成形

电子束焊扫描波形对高温合金GH625焊缝成形影响研究

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金属加工（热加工） 2021年第11期 60-62页

作者：嵇佳佳柯文敏李泽国汪春能成焯卢锐中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002 中国空装驻株洲地区军事代表室湖南株洲412002 中国航发湖南南方宇航工业有限公司湖南株洲412002

针对高温合金电子束焊接工艺的研究比较多,其中关于焊接波形对高温合金焊缝成形性能影响的研究较少,通过采用板厚为6mm的高温合金GH625进行试验,研究电子束焊接波形与焊缝成形、焊缝组织之间的关系。结果表明:高温合金材料改变扫描波形... 详细信息

针对高温合金电子束焊接工艺的研究比较多,其中关于焊接波形对高温合金焊缝成形性能影响的研究较少,通过采用板厚为6mm的高温合金GH625进行试验,研究电子束焊接波形与焊缝成形、焊缝组织之间的关系。结果表明:高温合金材料改变扫描波形、频率和振幅,焊缝表面成形无明显区别,焊缝深宽比接近1.5,焊缝成形截面为标准钉形,热影响区小,波形E5深宽比最大;非等厚对接和锁底对接接头焊缝,宜用E1波形焊接,在兼顾强度的同时能有效解决焊缝未熔合等缺欠。

关键词：电子束焊扫描波形高温合金焊缝成形

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电子束焊扫描波形对焊缝气孔影响的研究

产业与科技论坛 2020年第4期19卷 61-62页

作者：曾慧敏嵇佳佳中国航发南方工业有限公司

本文通过调整电子束焊接电流和扫描波形,研究控制双联齿轮电子束焊气孔缺陷的方法,确定最佳焊接参数,提高零件的加工合格率。

关键词：电子束焊扫描波形双联齿轮

扫描方式对GH4169合金电子束熔丝增材修复组织与性能的影响

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稀有金属 2023年第5期47卷 725-737页

作者：高健刘奋成李春雨刘丰刚黄春平南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室江西南昌330063

采用电子束熔丝增材工艺修复GH4169合金试样,研究扫描方式(包括扫描波形和扫描频率)对电子束熔丝增材修复GH4169合金试样组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察修复试样的枝晶和Laves相形貌,并对室温拉伸性能... 详细信息

采用电子束熔丝增材工艺修复GH4169合金试样,研究扫描方式(包括扫描波形和扫描频率)对电子束熔丝增材修复GH4169合金试样组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察修复试样的枝晶和Laves相形貌,并对室温拉伸性能进行分析。结果表明:不同扫描方式条件下的修复试样均成形良好,无气孔、未熔合等缺陷,修复区与母材之间为良好的冶金结合;无扫描、方形扫描、圆形扫描和S形扫描微观形貌均由外延生长的柱状晶组成;由于凝固速度和凝固方向的改变,Laves相尺寸变小,加入圆形扫描后Laves相由短链状和颗粒状转变为颗粒状分布,尺寸由11.39μm减小为4.34μm;半熔化区的宽度也由无扫描试样的45.46μm减小为圆形扫描方式的27.23μm。室温拉伸结果表明,与修复试样相比,母材试样的抗拉强度较低,但延伸率明显提高。加入扫描波形和扫描频率均能有效提高试样的力学性能,随着扫描频率增加,抗拉强度先是略有增加,然后急剧下降。在圆形扫描方式、 20 Hz条件下试样的抗拉强度最高,为932.42 MPa,较无扫描试样提高了87.51 MPa,延伸率达39.39%。

关键词：电子束熔丝增材 GH4169合金扫描波形扫描频率

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高能束高频等效热源表面改性技术

焊接 2012年第7期 55-57,72页

作者：于斌杨学虎刘志栋靳庆臣兰州空间技术物理研究所 730000

电子束扫描波形设计是电子束表面改性技术开展的前提,也是影响高频扫描电子束能量输入均匀性的关键因素。根据电子束扫描特性,设计电子束熔覆改性试验所用波形,并利用该波形进行钛合金表面熔凝和硅化物涂层重熔试验,研究扫描波形对电子... 详细信息

电子束扫描波形设计是电子束表面改性技术开展的前提,也是影响高频扫描电子束能量输入均匀性的关键因素。根据电子束扫描特性,设计电子束熔覆改性试验所用波形,并利用该波形进行钛合金表面熔凝和硅化物涂层重熔试验,研究扫描波形对电子束单道熔覆能量输入均匀性的影响。结果表明,合理设计电子束扫描波形可以保证波形区域能量输入均匀,重熔层获得均匀的熔化深度,电子束扫描波形是影响电子束熔覆改性过程中重熔层表面温度场的关键因素。

关键词：电子束重熔扫描波形表面熔凝能量分布

基于PLC控制的1420铝合金电子束焊接接头的组织性能研究

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热加工工艺 2016年第23期45卷 193-197页

作者：王晓蓉内蒙古机电职业技术学院内蒙古呼和浩特010070

采用光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段,研究了基于PLC控制的电子束焊接工艺参数下及固溶时效处理后1420铝合金焊接接头的显微组织、物相组成和力学性能。结果表明,热处理后焊接接头焊缝组织由热处理前的等轴树枝晶转变为... 详细信息

采用光学显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段,研究了基于PLC控制的电子束焊接工艺参数下及固溶时效处理后1420铝合金焊接接头的显微组织、物相组成和力学性能。结果表明,热处理后焊接接头焊缝组织由热处理前的等轴树枝晶转变为等轴晶,而枝晶间和晶界附近的共晶组织转变为强化相的数量明显增多。圆形扫描条件下,电子束流为10mA,焊接速度为800mm/min为1420铝合金的最佳焊接工艺;在该工艺条件下,热处理后的焊接接头焊缝区存在细小的纳米级Al_3Li相、球形Al_2Zr相及短棒状A1_2MgLi相;热处理后其焊接接头的抗拉强度有所上升,屈服强度和断后伸长率都有所降低。

关键词： Al-Mg-Li合金电子束焊接扫描波形固溶时效共晶相强化相

扫描方式对GH4169合金电子束熔丝沉积修复组织与性能的影响

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扫描方式对GH4169合金电子束熔丝沉积修复组织与性能的影响

作者：李春雨南昌航空大学

学位级别：硕士

电子束熔丝沉积工艺是利用真空环境中的电子束流作为热源,直接作用于工件表面形成熔池,丝材从一侧送入熔池并熔化,熔池按照预定轨迹移动而实现层层堆积,直至成形三维零件。该方法具有能量集中、热影响区小、变形小、真空无污染等优势,... 详细信息

电子束熔丝沉积工艺是利用真空环境中的电子束流作为热源,直接作用于工件表面形成熔池,丝材从一侧送入熔池并熔化,熔池按照预定轨迹移动而实现层层堆积,直至成形三维零件。该方法具有能量集中、热影响区小、变形小、真空无污染等优势,在增材和修复方面具有良好的应用前景。GH4169合金是航空发动机热端部件的常用材料,该材料受损零件的修复一直是研究关注的热点。本文探究了扫描方式（扫描波形、扫描频率）对电子束熔丝沉积修复GH4169合金试样组织与性能的影响,采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察修复试样的枝晶和Laves相形貌,分析枝晶干区域Nb元素偏析情况,并对室温和高温拉伸性能进行了分析,结合修复试样组织、枝晶间Laves相以及Nb元素分布,分析了扫描方式对修复试样强化方式的影响。主要得到如下结论:（1）扫描波形对熔池形貌和修复区枝晶组织有影响。单道修复试样分析结果表明,扫描波形可以显著改变熔池形貌,试样的枝晶尺寸随扫描频率的增加而增加,但等轴晶区面积变化规律略有差异。无扫描波形试样的熔池中心有一个向下的凸台,等轴晶区面积较小,枝晶尺寸较大;圆形扫描波行试样熔池边界为较浅的圆弧状,等轴晶区面积较大,且枝晶尺寸较小;S形试样熔池形貌与圆形相差不大,但熔池两侧并不对称;方形扫描试样的熔池形貌为两侧熔深深,中心熔深浅,且枝晶尺寸介于无扫描试样与圆形扫描试样之间。（2）扫描波形和频率可以改变脆性Laves相形貌并影响合金元素分布。块体修复试样组织观察发现,不同扫描方式条件下的修复试样均成形良好,无气孔、未熔合等缺陷,修复区与母材之间为良好的冶金结合。除圆形扫描试样外,其余试样均由外延生长的柱状晶组成,其中无扫描试样的柱状晶和Laves相尺寸最为粗大;只有圆形扫描试样由柱状晶和等轴晶组成,且Laves相尺寸最小,数量也较少,枝晶干区域的Nb元素含量较高。随着扫描频率的增加,修复试样中的等轴晶消失,全部由柱状晶组成,Nb元素分布更加均匀。其中20 Hz试样中的Laves相尺寸最小,扫描频率增加至200 Hz后,试样枝晶间Laves相尺寸明显增加。（3）扫描波形可以提高修复区显微硬度和抗拉强度。显微硬度分析表明,无论修复态还是直接时效态试样中,S形扫描试样的硬度值最高,分别时338.43 HV和561.11 HV,而无扫描试样修复态和直接时效态的方形扫描试样的硬度值最低,分别为303.87 HV和555.94 HV。室温拉伸测试结果显示,各扫描波形条件下的修复态试样强度均高于母材,塑性均低于母材,其中圆形扫描试样抗拉强度和塑性最高,分别为932.42 MPa和39.39%;而无扫描试样的强度和塑性最差,在修复区处断裂,抗拉强度为844.91 MPa,延伸率为34.48%。时效处理后试样的的强度大幅提升,而塑性却有很大降低,其中圆形扫描试样的强度最高,抗拉强度为1388.44MPa,但塑性最差,延伸率仅为10.3%;方形扫描试样的抗拉强度值最低,仅为1310.09 MPa,延伸率为13.88%。650℃高温拉伸测试结果显示,圆形扫描试样的抗拉强度略高,为673.84 MPA,延伸率较室温拉伸显著降低,仅为1.34%。时效处理以后试样的强度显著提升,且S形扫描试样的抗拉强度为1042.40 MPa,延伸率为6.99%,抗拉强度明显高于圆形扫描试样。（5）扫描频率对各试样的力学性能影响较大。室温拉伸测试发现圆形扫描的修复态和直接时效态试样中均为20 Hz试样强度和塑性最佳,而200 Hz试样最差,其抗拉强度仅为717.75 MPa,延伸率为13.22%,直接时效后抗拉强度为1063.58MPa,延伸率也仅为3.68%。650℃高温拉伸测试显示5 Hz修复态试样试样的强度最高,为719.45 MPa,而20 Hz试样延伸率最高,为19.33%;直接时效态试样中5 Hz试样抗拉强度为1044.20 MPa,塑性为5.11%,强度和塑性均高于20 Hz试样。

关键词：电子束熔丝沉积 GH4169合金扫描波形扫描频率