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能场辅助激光焊接焊缝成形及缺陷控制综述

航空制造技术 2023年第13期66卷 60-72页

作者：蔡创陈梓琳栗振鑫余杰西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

激光焊接是一种能量密度高、热影响区窄、工件变形小的高效焊接方法,但单激光焊接仍存在很多的问题,如冷却速度较快,易产生裂纹、气孔等缺陷。加入合适的气场或采用摆动激光可有效抑制飞溅和气孔等缺陷;采用电弧辅助激光焊接可有效提高... 详细信息

激光焊接是一种能量密度高、热影响区窄、工件变形小的高效焊接方法,但单激光焊接仍存在很多的问题,如冷却速度较快,易产生裂纹、气孔等缺陷。加入合适的气场或采用摆动激光可有效抑制飞溅和气孔等缺陷;采用电弧辅助激光焊接可有效提高焊接过程稳定性,减少接头缺陷;通过超声波场、磁场、电场辅助激光焊接能够细化晶粒、降低元素偏析和裂纹敏感性,提升接头性能。分别从工艺优化、加入辅助热源、加入辅助能场3个角度对激光焊接研究现状进行了总结;最后对目前能场辅助激光焊接研究中存在的问题进行分析,并对其发展前景进行展望。

关键词：激光焊接(LW) 能场辅助焊缝成形缺陷控制问题及展望

面向航空发动机高性能制造的激光选区熔化技术研究进展

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航空学报 2024年第13期45卷 43-80页

作者：周运龙马毅管迎春北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191

增材制造技术能够突破传统制造瓶颈,实现复杂几何结构的一体化设计制造,同时有助于提高产品零部件的可靠性,在空天制造领域有着广泛的应用前景。聚焦于航空发动机增材制造中的激光选区熔化技术(SLM),针对工艺端/性能端的共性问题,首先... 详细信息

增材制造技术能够突破传统制造瓶颈,实现复杂几何结构的一体化设计制造,同时有助于提高产品零部件的可靠性,在空天制造领域有着广泛的应用前景。聚焦于航空发动机增材制造中的激光选区熔化技术(SLM),针对工艺端/性能端的共性问题,首先从技术优化(大幅面多光束技术、能场辅助技术)的角度回顾了各类实验参数对材料组织性能的调控;然后通过前沿技术手段(质量在线监测技术、智能化机器学习调控)的研究综述,探讨了监测/预测在成形过程前中端的优化作用;随后对SLM成形关键航空发动机材料进行了系统性总结,以更好地指导选材及性能调控;最后对现有SLM的技术方案和航空发动机材料种类进行了问题总结,并展望了未来的发展前景,旨在为航空发动机制造领域提供有价值的意见。

关键词：航空发动机激光选区熔化能场辅助机器学习在线监测航空航天材料

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钛/钢异种金属焊接研究进展综述

机械工程学报 2024年第22期60卷 40-57页

作者：孙清洁陶玉洁刘一搏冯吉才哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)特种焊接技术省重点实验室威海264209

钛/钢异种金属结构件不仅可以发挥钛合金比强度高、耐蚀性好等优点,还可以兼顾钢材优异的焊接性和性价比,在石油化工、海洋工程及航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,由于Ti、Fe之间的物理及化学性能差异较大,实现钛/钢结构件的可... 详细信息

钛/钢异种金属结构件不仅可以发挥钛合金比强度高、耐蚀性好等优点,还可以兼顾钢材优异的焊接性和性价比,在石油化工、海洋工程及航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而,由于Ti、Fe之间的物理及化学性能差异较大,实现钛/钢结构件的可靠焊接极具挑战。界面脆性化合物的生成以及接头内部较大的残余应力是制约接头性能提高的主要原因。从界面能量调控、中间层冶金调控以及能场辅助热源调控三个角度出发,综述了焊接工艺、中间层种类以及辅助能场在钛/钢异种金属焊接领域的国内外研究进展,总结对比了合金元素、工艺参数等因素对接头宏观成形及界面微观组织的影响,分析了工艺-成形-组织-性能之间的内在关联。在此基础上,对钛/钢异种金属连接进行了总结与展望,拟为未来钛/钢连接的研究方向与技术突破提供参考。

关键词：钛/钢异种金属焊接能量调控中间层调控能场辅助组织性能

SiC_(p)/Al复合材料低损伤表面切削加工研究与进展

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航空制造技术 2023年第7期66卷 101-112页

作者：潘永智张泽文时启航王振达付秀丽金腾济南大学济南250022 山东华云机电科技有限公司济南250022

SiC_(p)/Al复合材料属于典型的难加工材料,其SiC颗粒增强相的存在使得切削加工时材料已加工表面极易出现基体撕裂、微裂纹、微空穴等缺陷。为了实现SiCp/Al复合材料的高效低损伤加工,从切屑形成机制、表面完整性和刀具磨损等方面总结SiC... 详细信息

SiC_(p)/Al复合材料属于典型的难加工材料,其SiC颗粒增强相的存在使得切削加工时材料已加工表面极易出现基体撕裂、微裂纹、微空穴等缺陷。为了实现SiCp/Al复合材料的高效低损伤加工,从切屑形成机制、表面完整性和刀具磨损等方面总结SiC_(p)/Al复合材料切削加工性能及其影响因素,研究表明,该材料增强相颗粒去除方式和去除机理对表面形成过程影响显著;探讨了SiC_(p)/Al复合材料塑性域加工机理和塑脆转换临界条件获取方面的研究进展,综述了表征SiC_(p)/Al动态力学性能的宏微观建模方法,分析了多尺度多相耦合切削加工有限元仿真的热点和难点问题;指出了低温微切削、超声辅助微切削、激光辅助微切削等是实现SiC_(p)/Al复合材料协调变形和塑性域加工工艺条件的发展方向。

关键词： SiC_(p)/Al 切削加工表面损伤塑性域能场辅助

水下湿法焊接关键工艺问题及调控措施的研究进展

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电焊机 2024年第4期54卷 159-169页

作者：李超航赵博昝佳岐王铭贺刘浩男山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101

水下湿法焊接技术由于其成本低、对工件形状和接头形式限制少、配套设备少等优点已成为国内外水下工程技术研究的热点之一。对比了湿法、局部干法、干法等水下电弧焊方法,分析水下湿法焊接用于大规模海洋设施结构的制造及维护的优势。... 详细信息

水下湿法焊接技术由于其成本低、对工件形状和接头形式限制少、配套设备少等优点已成为国内外水下工程技术研究的热点之一。对比了湿法、局部干法、干法等水下电弧焊方法,分析水下湿法焊接用于大规模海洋设施结构的制造及维护的优势。总结了当前水下湿法焊接工艺中的突出问题:接头氢含量高带来裂纹等风险、水环境中冷却速度过快影响焊缝组织和性能、焊接过程(气泡、电弧、熔滴过渡)不稳定导致接头不可靠。随后分别针对上述工艺问题,总结近十几年来学者提出的调控方法,如通过调整焊材成分、调整工艺参数以及加入隔离措施来降低焊缝中的氢,通过辅助热源及保温措施避免接头过快冷却,通过脉冲焊接电流或附加超声的方法改善气泡、电弧及熔滴过渡的不稳定等。总结了近年来较热门的通过外加辅助能场调控水下湿法焊接的最新进展。

关键词：湿法焊接电弧气泡能场辅助熔滴过渡

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