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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
研究主题
  • 残余应力
  • 增材制造
  • 激光辅助加工
  • 光学诊断
  • 熔池
  • 粉末床熔化
  • 激光焊接
  • 温度场
  • 加工特性
  • 定向能量沉积
应用领域
  • 机械工程
机构单位
  • Dalian University of Technology
  • University of Lyon
  • Changwon National University
  • University of Jinan
  • Hiroshima University
  • Tsinghua University
  • Friedrich-Alexander-Universit?t Erlangen-Nürnberg
  • South University of Science and Technology of China
  • Dalian Jiaotong University
  • West Virginia University
8 条数据
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  • 热机械过程的实验研究：激光焊接与粉末床熔融

    摘要： 本研究开发了一种实验方法，用于分析和深入理解粉末床激光焊接与熔化过程。通过应用不同光学诊断工具（高速摄像机、红外相机、高温计等）测量多种物理量（熔池形貌、温度场、残余应力及变形）。由此，在激光焊接过程中获得的测量数据有助于建立实验结果数据库（实验基准）。对粉末床熔化过程的研究深化了对熔池形成与行为相关物理机制的理解。这些成果可供研究人员改进并验证此类工艺的数值模拟。

    关键词： 光学诊断、熔池、粉末床熔化、残余应力、激光焊接、温度场

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光定向能量沉积增材制造中残余状态与尺度效应的数值研究

    摘要： 采用顺序耦合热力模型模拟激光定向能量沉积增材制造中的残余应力和残余变形。通过实验数据对比验证了所提模型的有效性。研究采用不同尺寸构件以探究尺度效应，结果表明残余应力可通过构件尺寸进行调控。该现象可由定向能量沉积增材制造过程中的弯曲变形与温度波动（尤其是冷却速率）解释，且二者均可通过环境温度与设计工艺参数进行控制。研究建立了分析模型，阐明构件尺寸如何结合不同设计参数影响最终残余状态。

    关键词： 缩放效应、残余应力、残余变形、增材制造

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • AISI316L不锈钢三维激光材料沉积的基础研究

    摘要： 激光材料沉积（LMD）作为一种直接激光沉积增材制造技术，已广泛应用于制备全致密金属零件。然而，由于LMD工艺中普遍采用的并行沉积方式，即使目标零件形状不规则且相对复杂，在成形过程中仍会出现阶梯效应。本文首先验证了能确保薄壁零件完美制造的z轴增量合理范围，基于离焦量和z轴增量对沉积高度的影响，提出了一种新型三维激光材料沉积工艺，为避免阶梯效应和碰撞提供了新途径。通过实验研究了沉积策略（并行与三维沉积方式）及斜面角度对所制斜面薄壁零件显微组织、硬度和拉伸性能的影响。结果表明：无论采用何种沉积方式，斜面薄壁零件高侧附近的晶粒尺寸均随斜面角度增大而增加，这是由累积热量增多所致。不同沉积方式零件的平均硬度基本相同，但硬度分布差异显著。此外，随着沉积高度增加，硬度持续上升至距基板约25mm处后开始下降。并行沉积方式零件的抗拉强度（UTS）和延伸率略高于三维沉积方式零件。无论采用何种沉积方式，UTS和延伸率均随拉伸加载方向与水平方向夹角（β）增大先升后降。当β分别为45°（并行沉积）和25°（三维沉积）时，两种沉积方式分别呈现最大UTS值，此时拉伸加载方向近似垂直于滑移面，既保证剪切力最小，又使熔池边界承受最高拉伸力；当β为90°时UTS最小。

    关键词： 机械性能、Z向增量、微观组织、三维沉积方式、激光材料沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光辅助加工DED增材制造的Ti-6Al-4V合金

    摘要： 近年来，集定向能量沉积（DED）增材制造（AM）技术与减材制造（SM）于一体的复合机床商业化进程迅速推进。该技术趋势旨在满足市场对加工质量（精度）与生产率的需求，用于生产轻量化部件、复杂特殊功能部件，并助力模具制造与零件修复。相较于SM技术，金属AM技术在表面质量与形状精度方面存在局限，因此AM产出需进行后处理。激光辅助加工（LAM）是一种创新复合工艺，通过提升难切削材料的可加工性来改善表面质量与生产率。现有LAM研究主要集中于钛合金、镍基合金及陶瓷材料，但除陶瓷外，尚未有针对AM工艺制成工件开展LAM过程加工特性的高强度材料研究。本研究将LAM应用于Ti-6Al-4V的AM产出后处理，采用金属粉末喂料器与激光器开发了DED装置，经多次试验成功制备Ti-6Al-4V工件。通过LAM热分析选定工件的切削深度，对比传统无预热加工工况，分析了LAM实验中的加工特性并进行了性能测试。

    关键词： 加工特性，增材制造，定向能量沉积，Ti-6Al-4V，激光辅助加工

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光熔覆层性能的影响因素分析与实验研究

    摘要： 激光熔覆是一种用于零件的增材制造或表面改性技术。熔覆层的质量是决定熔覆零件性能的关键。分析了预处理和后处理对熔覆层质量的影响。通过实验，探索了适用于中小型及大型汽车模具的预处理工艺。研究了激光功率、扫描速度、送粉速度和离焦量对熔覆层形貌、质量和性能的影响。以45钢材料为基体，Fe15Cr1.9Ni1.2B1.23Si0.55Mo0.24C为熔覆材料进行激光表面熔覆。制作了熔覆层占比50%的试样并进行拉伸试验，研究了基体与熔覆层之间冶金结合层及熔覆层的力学性能，探讨了铁合金激光熔覆的熔覆质量。试验结果表明：45钢基体经激光熔覆后，基体与熔覆层冶金结合良好，冶金结合层及熔覆层的抗拉强度大于基体的抗拉强度。

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 激光辅助铣削过程中一次剪切区预热温度的影响

    摘要： 本文研究了不同铣削测试条件下，激光辅助加工（LAM）因科镍718合金的预热温度问题。实验结果表明：为达到特定预热温度所需的激光功率随工作台进给速度成比例增加。在30、50和75米/分钟的切削速度下，LAM中实现充分剪切工件材料所产生的切削力分别比传统加工（CM）降低约11%、21%和28%。当切削速度较高（75米/分钟）时，LAM的刀具磨损情况有所改善，且LAM加工表面的硬度略高于CM。

    关键词： 激光辅助加工、铣削、Inconel 718、预热温度

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 局部激光热处理对铝挤压型材弯曲性能的影响

    摘要： 受生态和经济需求驱动，汽车工业中轻量化设计以及在此背景下用铝替代钢已成为主要趋势。然而，铝合金的低成形性限制了设计可能性。克服这些限制的一种方法是使用定制热处理的半成品。通过局部短期热处理，可使特定区域软化，从而改善材料流向关键成形区域。本研究通过实验弯曲测试分析了局部短期热处理对铝挤压型材成形性的影响，旨在提高可达到的最大弯曲角度并减少截面变形。为此，采用激光照射施加不同的热处理方案。最后评估弯曲结果并推导出有前景的热处理策略。

    关键词： 热处理、弯曲、挤压型材、铝

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 中碳钢表面高速钢异种激光熔覆过程的多组分多相建模

    摘要： 在激光熔覆过程中，熔池内的传输现象（包括快速凝固、强烈流体对流和元素扩散）十分复杂，这些现象决定了熔覆层的微观组织和成分。本研究建立了三维瞬态多组分多相模型，用于模拟T15粉末与T15/CeO2混合粉末在42CrMo基体上的异种激光熔覆过程。明确界定了能量与质量源项的位置及表达式。通过对比单道熔覆实验的截面形貌验证了模型有效性。模拟结果表明：熔池主要受强马兰戈尼流支配，形成完全混合的熔覆层及底部狭窄过渡区；采用纯T15粉末时熔池呈现向内流动模式，而T15-CeO2混合粉末则产生向外流动模式。通过电子探针显微分析仪和扫描电镜研究了熔覆层的元素含量与微观组织，发现组织从基体-熔覆界面到顶部表面依次呈现平面晶→胞状晶→等轴树枝晶的演变规律，过渡区由平面晶和胞状晶组成。数值模型计算的凝固特征与晶粒形貌具有对应关系。

    关键词： 传输现象，晶粒形貌，激光熔覆，多相建模，马兰戈尼流

    更新于2025-09-11 14:15:04