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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
  • 2017
  • 2016
研究主题
  • 激光焊接
  • 微观结构
  • 激光熔覆
  • 增材制造
  • 力学性能
  • 光纤激光焊接
  • 拉伸性能
  • 数值模拟
  • 激光束焊接
  • 微观组织
应用领域
  • 材料科学与工程
  • 机械工程
  • 机械电子工程
  • 复合材料与工程
  • 光电信息科学与工程
  • 焊接技术与工程
  • 新能源科学与工程
  • 智能制造工程
机构单位
  • Harbin Institute of Technology
  • Xi’an Jiaotong University
  • Shanghai Jiao Tong University
  • Shanghai University of Engineering Science
  • Southwest Jiaotong University
  • Fujian University of Technology
  • Beijing University of Technology
  • Hunan University
  • Huazhong University of Science and Technology
  • Chinese Academy of Sciences
104 条数据
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  • 多道激光熔覆工艺中几何表面光滑度模型的简化与实验研究

    摘要： 大面积零件的成形需要构建多道次激光熔覆层，其受重叠系数的显著影响。通过单道熔覆层的宽高比，将获得最小表面波动的最优重叠比几何模型简化为更简单的形式。误差分析进一步验证了这些模型的有效性。在两种工艺条件下，以一系列重叠比制备了多道次单层熔覆层。随后采用两种平滑度定义和两种拟合方法评估熔覆层表面状态，以研究最优重叠比。结果表明，两种方法确定的实验最优条件略有差异。当宽高比足够大以支持模型假设时，理论预测与实验结果高度吻合。

    关键词： 激光熔覆、多道熔覆、重叠率、几何模型、表面光洁度

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 采用自熔激光束焊接和激光-MIG复合焊接工艺制备的商业纯钛接头强化机制研究

    摘要： 在本研究中，为深入理解商用纯钛（CP-Ti）焊缝的强化机制，对4.2毫米厚CP-Ti板材分别进行了自熔激光束焊接和激光-MIG复合焊接，并系统研究了显微组织、织构分布与力学性能之间的关联。热影响区（HAZ）和焊缝区（WZ）均观察到显微组织粗化及显微硬度提升。拉伸试验结果表明，在两种焊接条件下母材均为接头薄弱环节。EBSD观测证实，两种焊接接头的HAZ和WZ均出现大量{1012}和{1122}孪晶晶粒，且激光-MIG复合焊接头中该类孪晶晶粒浓度更高。高浓度孪晶晶界能在变形过程中阻碍位错滑移，从而增强焊缝强度。HAZ和WZ中极小孪晶晶粒与针状α相的存在会等效降低平均晶粒尺寸，依据霍尔-佩奇定律导致强度提升。此外，两种焊接接头的母材平均施密特因子均高于WZ和HAZ，表明变形时晶界滑移更易发生在母材中，因此两种焊接接头试样在拉伸测试中断裂和颈缩均出现在母材区域。

    关键词： 纹理、机械性能、激光-MIG混合焊接、强化机制、商业纯钛、激光束焊接、微观结构

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 基板预热温度对激光熔覆沉积技术制备的12CrNi2合金显微组织、性能及残余应力的影响

    摘要： 本文研究的12CrNi2合金钢粉末主要用于制造核电站应急柴油机凸轮轴。激光熔覆沉积技术对核电站应急柴油机凸轮轴的制造具有重要意义，具有降低材料成本和缩短制造周期的优势。然而，由于沉积过程中构件受热极不均匀，会产生复杂的残余应力场，导致构件出现裂纹缺陷和残余变形。本文采用激光熔覆沉积技术在Q460E高强度结构钢基体上制备了不同预热温度下的12CrNi2块体试样，并建立了有限元残余应力分析模型，研究不同预热温度对试样组织、性能及残余应力的影响。实验与有限元模拟结果表明：随着预热温度升高，熔覆层中马氏体/贝氏体含量减少，铁素体含量增加。合适的预热温度（150℃）具有良好力学性能。各试样表面残余应力随预热温度升高而降低。纵向应力在后端熔覆部位较大，横向残余应力沿扫描方向两侧较大。

    关键词： 基板预热、12CrNi2合金钢粉末、残余应力、激光熔覆沉积、微观组织与性能

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 光束摆动对镍中间层铝镁合金激光焊接的影响

    摘要： 评估了常规激光匙孔焊接与光束摆动在两种焊接行进速度和功率设置下的影响。线性搭接焊缝在试样制备过程中会因富铝脆性熔合区的存在而发生断裂，除非采用圆形激光摆动路径（频率为1000赫兹）。摆动焊接因形成富镁韧性熔合区和更宽的结合宽度而具有更好的完整性。可以得出结论：激光光束摆动通过扩大结合区域并抑制熔合区脆性二次相的形成来提升接头质量。

    关键词： 铝、镁、中间层、激光焊接、光束摆动、微观结构

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 高频微振动条件下316L钢激光焊接的振动参数优化

    摘要： 高频微振动结合激光应用于激光焊接过程，通过对比焊缝几何形状选择工艺参数。具体参数为：激光功率(P)2.5kW，焊接速度(V)1.2m/min，离焦量(DA)-5mm。根据正交试验方案调整频率(F)、振动加速度(A)和角度(θ)三个参数，对比分析焊缝显微组织和拉伸性能，通过焊缝尾部形貌描述小孔稳定性。研究发现显微组织和接头力学性能受A和F显著影响：在振动共振状态下，频率F越高，极限抗拉强度(UTS)和硬度越好——当F为1360Hz时UTS达602MPa；加速度A从10增至60m/s2时UTS提升10MPa，更高共振状态下热影响区(HW)和热裂区(HL)甚至消失。响应面分析表明F和A对焊缝宽度影响显著，更高共振状态会增大焊缝宽度。最优工艺参数为F=1360Hz、A=60m/s2、θ=90°，此时UTS 602MPa，硬度214.5Hv，延伸率40%，这主要源于晶粒细化强化作用。

    关键词： 激光焊接、机械性能、参数、响应面、振动

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 亚大气压下铝合金激光焊接中匙孔与熔池流动动力学数值模拟与实验研究

    摘要： 孔隙缺陷与激光焊接过程中的小孔动态和熔体流动行为密切相关。本文建立了一种新型三维数值模型，用于描述5A06铝合金在次大气压下激光焊接时的小孔动态和熔体流动行为。通过基于汽液平衡计算和Wilson方程优化铝合金沸点及金属蒸汽射流的反冲压力，考虑了环境压力对激光焊接过程的影响。采用移动混合热源模型来描述次大气压下的激光能量分布。数值结果表明，与常压相比，次大气压下产生的小孔更宽更深且凸起较少。随着环境压力降低，小孔后壁的涡流变得不明显甚至消失。低压下小孔壁上的熔体流动速度更大。较小的沸点与熔点差导致形成更薄的小孔壁并提高了熔池稳定性。次大气压下产生的较大反冲压力使涡流减弱且熔体流动速度增强。更大的小孔开口尺寸、更高的熔体流动速度、更薄的小孔以及减弱的涡流共同降低了铝合金激光焊接中的孔隙缺陷?；谀Ｄ饨峁?，展示了等离子体分布、焊缝成形和孔隙缺陷情况。对比结果表明，模拟结果与实验结果吻合良好。

    关键词： 孔隙缺陷、小孔稳定性、数值模拟、负压、熔体流动动力学、激光焊接

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 碳纤维增强复合材料（CFRP）光纤激光切割切口质量研究

    摘要： 采用2千瓦多模光纤激光器研究了碳纤维增强复合材料（CFRP）板材的激光切割工艺，重点分析了切口宽度、切口深度、基体蒸发宽度、基体回退宽度、切口锥角、基体损伤区及切割表面形貌等质量指标随激光功率、扫描速度和激光扫描道次的变化规律。通过设计大工艺窗口的系统实验，确定了影响切口宽度、深度、基体蒸发宽度和回退宽度的关键参数，并验证了光束扫描速度是抑制热损伤的主导因素。研究发现切割表面各碳纤维上均存在环状痕迹，推测为纤维径向热熔所致。增加激光扫描道次有助于形成高度熔合的平滑表面，从而有效防止纤维分层与拔出现象。通过综合对比各项切割质量指标，最终确定了最优工艺参数组合。

    关键词： 光纤激光切割、最佳工艺条件、切割质量因素、热损伤、碳纤维增强塑料（CFRP）

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 多道次混合激光-电弧焊接316L钢的微观组织与残余应力数值模拟及实验研究

    摘要： 在多层焊接中，焊道间的相互作用对整体接头性能影响显著。因此，针对316L不锈钢多层混合激光-电弧焊接开展了实验研究与热塑性分析，提出合理热源模型分别模拟混合激光-电弧焊接（HLAW）与激光束焊接（LBW）。温度场及残余应力分布的模拟结果均通过实验测量验证且吻合良好。在此基础上，结合模拟结果与冶金分析，根据温度历程对多层焊缝组织进行分区，解析了重熔区（RZ）析出羽毛状铁素体的形成机制。该羽毛状铁素体能提高焊缝层间位置的显微硬度。此外，通过模拟与X射线衍射（XRD）测量多层焊缝厚度方向的残余应力，间接揭示了重熔区晶粒尺寸及取向的变化规律。

    关键词： 残余应力、微观组织、有限元分析、混合激光-电弧焊接

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 基于神经网络的激光熔覆二维形貌预测

    摘要： 熔覆层二维形貌对熔覆层质量及裂纹倾向具有重要影响。利用单隐层前馈神经网络强大的非线性处理能力，建立了熔覆工艺参数与熔覆层二维形貌之间的预测模型。以熔覆参数为输入、熔覆二维形貌为输出，采用实验数据训练网络以实现输入输出的精准映射。在此基础上，运用极限学习机算法优化单隐层前馈神经网络，解决了反向传播算法中收敛速度慢、网络训练参数多及易陷入局部收敛的问题。结果表明：反向传播算法能大致反映熔覆工艺参数与熔覆层二维形貌的关系，但预测结果不稳定且误差率在10%-40%之间；采用极限学习机优化的神经网络可获得更优预测结果，误差率为10%-20%。

    关键词： 极限学习机，BP神经网络，层覆膜，形貌预测

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 基于工艺特性和经验建模的金属激光直接沉积能量效率评估

    摘要： 金属激光直接沉积（MLDD）是增材制造（AM）中的典型工艺，其通过激光逐层熔化金属粉末来构建复杂且完全致密的金属部件。然而，该工艺具有能耗高、能效低的特点。本文基于热力学物理能量转换的本质，建立了表征MLDD工艺参数与能效关系的经验模型。此外，通过添加碳化钨（WC）粉末实现了沉积层横截面轮廓的识别方法，大幅提高了测量可靠性。采用田口实验与回归辨识方法，模型相对误差小于10%。结果表明：激光功率对MLDD工艺能效具有显著影响，在最优工艺参数条件下，单道多层堆叠（SMS）工艺和多道单层搭接（MSL）工艺的能效分别提升了5.7%和50.3%。所提模型可有效用于能效评估，并为提升MLDD工艺的可持续性提供了潜在可能。

    关键词： 能效、金属激光直接沉积（MLDD）、横截面轮廓、田口实验

    更新于2025-11-28 14:24:20