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介观领域中的激光熔透信号物理特性研究

焊接学报 2024年第7期45卷 27-33,40页

作者：孙谦黄瑞生徐富家曹浩李林宋扬马强中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 江苏容大材料腐蚀检验有限公司无锡214000

可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具... 详细信息

可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具有重要的指导意义.试验通过自制的光学成像系统,在红外特定谱段下捕捉到了介观熔透信号,研究表明该信号具有隐蔽性强、指向性高、波动性大、趋势性显著的物理特性,并充分证明了介观熔透信号复杂波动表面下的趋势性特征.通过抽象化提取和比对分析发现,该特征不但重复性较好、受焊接热反应本质制约,更与激光焊接熔透状态具有较好的一致性.通过该项研究可为开发介观尺度激光熔透可靠在线检测提供重要理论支撑.

关键词：介观熔透信号激光焊接物理特性智能制造

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基于机器学习的电弧行为识别与特征分析

焊接学报 2024年第5期45卷 84-89页

作者：肖典蒲柯伶褚卓楠方乃文武鹏博吴斌涛宁夏大学材料与新能源学院银川750400 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网... 详细信息

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网络结合识别电弧模式的新方法.结果表明,通过局部二值模式获取电弧形态图像中的纹理特征,然后建立GoogLeNet神经网络模型,相比于直接对原始图像进行神经网络的训练,该方法可有效识别电弧长度、宽度以及左右最大倾角随堆积层数的变化规律,从而精准判别电弧所属状态.针对常规存在熔池、熔滴以及复杂背景等因素干扰的电弧形态图像,该方法处理后可获得更清晰的电弧边缘轮廓,更有利于将熔池、熔滴和电弧的形态边界进行划分,最终的状态识别准确率可达99.50%,为电弧熔丝增材制造过程中的电弧状态监测提供理论参考.

关键词：电弧状态局部二值模式 GoogLeNet神经网络图像处理

SnBi36Ag0.5Sbx无铅焊料界面结构研究

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热加工工艺 2024年 114-120页

作者：朱文嘉赵玲彦把明芳段泽平张欣吕金梅张振华云南锡业新材料有限公司

Bi元素偏析带来的可靠性问题限制了Sn-Bi-Ag合金焊料在电子封装中的运用。微合金化是改善可靠性的有效方法，研究微量元素的添加对Sn-Bi-Ag合金焊料界面层结构和形貌的影响具有重要意义。采用加速老化的方法，研究SnBi36Ag0.5Sbx(x=0.3,... 详细信息

Bi元素偏析带来的可靠性问题限制了Sn-Bi-Ag合金焊料在电子封装中的运用。微合金化是改善可靠性的有效方法，研究微量元素的添加对Sn-Bi-Ag合金焊料界面层结构和形貌的影响具有重要意义。采用加速老化的方法，研究SnBi36Ag0.5Sbx(x=0.3,0.7,1.0,1.5,2.0)焊料合金在等温时效、高低温冲击、高低温循环下的界面层结构和形貌。研究表明：随着等温时效时间的延长界面层厚度逐渐增加，在2000 h达到峰值。界面层分为与富Bi相交区域和未相交区域。相交区域的界面层更厚，存在“富Bi层”。由于相交区域相组成复杂，裂纹大多在该区域生成。Sb元素能够抑制界面层裂纹的产生。高低温循环的结果显示，界面层厚度随着Sb元素的升高而升高。

关键词： SnBi36Ag0.5 可靠性界面层加速老化

Cr含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的作用机制

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焊接学报 2024年第9期45卷 76-83页

作者：冯伟于庭祥陈波张庆素才红广张碧莹马强哈尔滨威尔焊接有限责任公司哈尔滨150060 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 大连金州重型机器集团有限公司大连116100 江苏容大材料腐蚀检验有限公司无锡214000

设计开发了5种不同Cr含量的1000 MPa级高强钢埋弧焊材,采用丝极埋弧焊制备了Cr含量为0%~0.9%的熔敷金属,利用OM、SEM、TEM和CLSM等微观组织表征方法研究Cr含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的影响,并通过拉伸和冲击试验评估其力... 详细信息

设计开发了5种不同Cr含量的1000 MPa级高强钢埋弧焊材,采用丝极埋弧焊制备了Cr含量为0%~0.9%的熔敷金属,利用OM、SEM、TEM和CLSM等微观组织表征方法研究Cr含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属组织演变的影响,并通过拉伸和冲击试验评估其力学性能.结果表明,1000 MPa级高强钢熔敷金属随着Cr含量提高,铁素体转变起始温度由723.3℃提高到740.2℃,贝氏体转变起始温度由470.2℃降低到458.5℃,铁素体转变温度区间扩大,高Cr熔敷金属中贝氏体转变速率较快,熔敷金属中针状铁素体和贝氏体铁素体增加,M-A组元由弥散分布逐渐呈链条状偏聚,先共析铁素体与残余奥氏体减少.熔敷金属冲击断裂形式由低Cr的韧性断裂向高Cr的准解理断裂转变,熔敷金属拉伸强度不断提高,相比于无Cr的熔敷金属,0.9%Cr的熔敷金属抗拉强度和屈服强度分别提高12.4%和17.0%,熔敷金属冲击吸收能量先提高后降低,在−40℃条件下,0.6%Cr的熔敷金属的低温韧性最高为84 J,熔敷金属Cr含量为0.6%时强韧性匹配效果最佳.

关键词： 1000 MPa级高强钢熔敷金属 Cr元素含量组织演变激光扫描共聚焦显微镜

超声冲击对增材制造组织改善及强化机理影响的研究进展

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金属学报 2024年第3期60卷 273-286页

作者：孙徕博黄陆军黄瑞生徐锴武鹏博龙伟民姜风春方乃文中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室郑州450001 哈尔滨工程大学烟台研究院烟台264000

增材制造作为一种快速发展的先进技术已在制造业领域得到广泛应用,但在金属制件增材制造过程中存在的晶粒粗大、组织方向性明显等问题制约了该技术的发展。超声冲击处理作为一种强化手段,因其能够有效改善增材制造金属制件应力状态、细... 详细信息

增材制造作为一种快速发展的先进技术已在制造业领域得到广泛应用,但在金属制件增材制造过程中存在的晶粒粗大、组织方向性明显等问题制约了该技术的发展。超声冲击处理作为一种强化手段,因其能够有效改善增材制造金属制件应力状态、细化组织并提高其综合性能等特点而得到认可。本文从超声冲击在金属增材制造过程中对组织的作用机制和强化机理出发,总结了基于表面塑性变形实现增材制造强化的理论观点及局限性,阐述了超声冲击和增材制造复合作用下的组织细化机理和柱状晶向等轴晶转变机制,最后提出了超声冲击辅助金属增材制造强化理论建立过程中仍需进行深入研究的问题及建议。

关键词：超声冲击处理增材制造强化机制组织转变机理

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铝材中夹杂物研究进展

有色金属科学与工程 2024年第05期 660-669页

作者：李燊裘尧衡陈朝轶李军旗王林珠李正龙贵州大学材料与冶金学院遵义恒佳铝业有限公司

铝材中夹杂物的类型和特征对铝材性能有重要影响。本文综述了夹杂物对铝材的危害及铝材中夹杂物的检测手段，从夹杂物来源、形貌角度介绍了铝熔体中Al2O3、MgO、MgAl2O4、TiB2、Al4C3、AlN、盐等类型的夹杂物。其中Al2O3最为普遍，形态... 详细信息

铝材中夹杂物的类型和特征对铝材性能有重要影响。本文综述了夹杂物对铝材的危害及铝材中夹杂物的检测手段，从夹杂物来源、形貌角度介绍了铝熔体中Al2O3、MgO、MgAl2O4、TiB2、Al4C3、AlN、盐等类型的夹杂物。其中Al2O3最为普遍，形态多样，尺寸变化范围宽；MgO、MgAl2O4多存在于铝镁合金中；其他类型夹杂物虽然在熔体中含量较低，但相较铝材基体性质差异大，且存在团聚现象，在铝生产加工过程中需重视。夹杂物的检测方法大致可分为离线检测与在线检测2种，目前工厂检测方法从离线检测向在线检测转变已成为主要趋势。

关键词：铝材夹杂物夹杂检测净化处理精炼剂

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焦磷酸哌嗪/三聚氰胺聚磷酸盐协效阻燃ABS应用研究

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化工新型材料 2024年第S1期52卷 432-435页

作者：覃德清马殿普郎丽君袁英杰陈晨云南锡业新材料有限公司昆明650200

以焦磷酸哌嗪(PAPP)/三聚氰胺磷酸盐(MPP)为阻燃剂,并以锡酸锌(ZS)、三氧化二锑(AT)、次磷酸铝(AHP)为协效抑烟剂。采用熔融共混法制备无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料。复合材料的性能通过热重分析仪、氧指数测试仪... 详细信息

以焦磷酸哌嗪(PAPP)/三聚氰胺磷酸盐(MPP)为阻燃剂,并以锡酸锌(ZS)、三氧化二锑(AT)、次磷酸铝(AHP)为协效抑烟剂。采用熔融共混法制备无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料。复合材料的性能通过热重分析仪、氧指数测试仪、垂直燃烧试验机、烟密度仪和扫描电子显微镜等仪器测试。结果表明:添加30份PAPP/MPP复合阻燃剂时,ABS复合材料的极限氧指数得到大幅提升,同时添加AT、ZS、AHP时,ABS复合材料的极限氧指数进一步提高,抑烟性能也得到改善,其中ZS效果最好。拉伸性和弯曲强度在ABS复合材料上基本保持稳定,但缺口冲击强度明显减小。添加复合阻燃剂,在提高炭层密实度的同时,减缓ABS复合材料的热分解速度,增强其热稳定性,最终提高了ABS复合材料的阻燃性能。

关键词：焦磷酸哌嗪三聚氰胺磷酸盐协效阻燃抑烟 ABS复合材料

烧结钕铁硼基底成分对晶界扩散效果的影响研究

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 841-847页

作者：陈侃赵红良范逢春宁波同创强磁材料有限公司浙江宁波315001

晶界扩散作为一种能明显提升烧结钕铁硼磁体矫顽力同时实现对重稀土高质化利用的方法,日益成为目前稀土永磁学界和产业界的研究热点。利用自动化喷涂设备系统研究了晶界扩散烧结磁体批量制备过程中基底成分差异对晶界扩散后磁体磁性能... 详细信息

晶界扩散作为一种能明显提升烧结钕铁硼磁体矫顽力同时实现对重稀土高质化利用的方法,日益成为目前稀土永磁学界和产业界的研究热点。利用自动化喷涂设备系统研究了晶界扩散烧结磁体批量制备过程中基底成分差异对晶界扩散后磁体磁性能的影响。微观结构和EDX元素分析结果表明:晶界扩散后磁体矫顽力增长幅度的差异,同扩散后磁体内晶粒核壳结构形成充分与否、晶界相均匀分布与否和晶界相铁磁性元素含量高低有密切关联,同时利用晶界扩散工艺制备得到的磁体温度系数要优于传统工艺制备得到的相近似牌号的磁体。

关键词：烧结钕铁硼磁体晶界扩散工艺磁性能

M50钢中M_(2)C一次碳化物高温转变机制

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金属学报 2024年第7期60卷 901-914页

作者：马芳陆星宇周丽娜杜宁宇类承帅刘宏伟李殿中哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 中国航发哈尔滨轴承有限公司哈尔滨150025 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016

以双真空冶炼的M50钢为研究对象,通过SEM、EPMA及TEM对铸态及高温扩散后M50钢中的一次碳化物进行了详细表征,系统研究了合金成分及温度对铸态M_(2)C一次碳化物高温转变机制的影响,揭示了在1160~1250℃下M_(2)C一次碳化物的高温分解机制... 详细信息

以双真空冶炼的M50钢为研究对象,通过SEM、EPMA及TEM对铸态及高温扩散后M50钢中的一次碳化物进行了详细表征,系统研究了合金成分及温度对铸态M_(2)C一次碳化物高温转变机制的影响,揭示了在1160~1250℃下M_(2)C一次碳化物的高温分解机制。研究结果表明:M50钢中的M_(2)C一次碳化物主要有3种形态,分别是棒状、片层状与块状,成分上表现出Fe元素含量依次降低、Mo元素含量依次升高的分布规律。合金成分的差异导致M_(2)C一次碳化物在1160~1250℃高温扩散处理时表现出不同的热稳定性及不同的组织转变机制。其中,1160~1180℃保温时Fe元素含量较高的M_(2)C碳化物快速回溶到基体中,部分M_(2)C碳化物转变为MC碳化物,MC碳化物长大速度较慢;1210℃保温时M_(2)C碳化物几乎完全溶解,一次碳化物数量明显减少,但部分MC碳化物快速长大,形成球形大尺寸MC碳化物;1250℃保温时,M_(2)C碳化物完全溶解,未发现大尺寸MC碳化物,但存在基体组织熔化现象,此时基体中的Mo、V合金元素向形成的液相中扩散,并在凝固后形成呈球形分布的新生M_(2)C碳化物。

关键词： M50钢 M_(2)C一次碳化物高温扩散转变机制