题名 TC4钛合金激光同轴送丝增材制造组织和性能研究
1
作者
符成学 尹艳超 雷小伟 余巍 崔永杰 马照伟
机构
洛阳船舶材料研究所 海洋腐蚀与防护全国重点实验室
出处
《电焊机》
2025年第2期77-84,共8页
基金
国防基础科研计划(JCKY2021206B039)。
文摘
以φ1.2 mm TC4钛合金焊丝为原材料,通过激光同轴送丝增材制造技术,结合蛇形正交路径,系统研究了增材试件在不同方向和高度下的力学性能、截面形貌、晶粒度和晶粒取向等之间的联系。研究结果表明,优化工艺参数下,试件表面成形良好(银白色、无飞溅),内部无气孔、裂纹等缺陷(满足NB/T 47014.2—2015 I级要求)。微观组织分析显示,增材试样底部因多次热循环形成细小网篮组织,中上部的双态组织和魏氏组织特征更为明显。晶粒取向差随高度增加而减小(底部X/Y向分别为45.9°/43.1°,顶部降至37.8°/35.9°)。力学性能测试表明,横向与纵向的抗拉强度(差异2.57%)、断后伸长率(差异4.44%)及冲击韧性(52.6 J和55.3 J)均满足CCS《材料焊接与规范2023》中对TC4板材的要求。此外,由于增材过程中热循环的影响,下层沉积组织晶粒尺寸较小,硬度较高。增材试件在横向和纵向的晶粒度、晶粒取向和组织形态相近,力学性能的各向异性较小。本研究为TC4钛合金激光同轴送丝增材制造技术的工程化应用提供了重要的实验依据。
关键词
TC4钛合金 激光增材制造 同轴送丝 组织和性能 蛇形正交路径
Keywords
TC4 titanium alloy laser additive manufacturing coaxial wire feeding microstructure and properties
分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
题名 基于光内同轴送丝激光熔覆斜壁的成型技术
被引量：1
2
作者
荆瑞红 石世宏
机构
健雄职业技术学院机电工程系 苏州大学材料与化学化工学部 苏州大学机电工程学院
出处
《金属热处理》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第11期98-100,共3页
基金
国家自然科学基金(61078019) 江苏省科技支撑计划重点课题(BE2012068)
文摘
基于光内同轴送丝技术,在45钢基体上激光熔覆无支撑偏移堆积斜壁。对斜壁堆积的倾斜角度建立模型。结果表明,斜壁的倾斜角度与偏移量、扫描速度、熔覆层的宽度呈正相关,与熔覆丝材的直径、送丝速度呈负相关。基于扫描速度、送丝速度、提升量、偏移量几个参数设计了正交试验。试验结果表明,在送丝速度为17.6 mm/s,扫描速度为4 mm/s,提升量为0.4 mm的参数下,偏移量为0.1 mm,极限角为14.04°时可获得高为340 mm,底边宽为110 mm的斜壁。
关键词
斜壁 光内同轴送丝 激光熔覆 正交试验
Keywords
inclined wall internal laser coaxial-wire feeding laser cladding orthogonal experiment
分类号
TG665
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
题名 三分光束光内同轴送丝熔覆层几何形貌预测
被引量：10
3
作者
蒋伟伟 傅戈雁 张吉平 吉绍山 石世宏 刘凡
机构
苏州大学机电工程学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期292-300,共9页
基金
国家重点研发计划(2017YFB1103601) 国家自然科学基金(51701134)。
文摘
研究"三分光束"光内同轴送丝激光熔覆各工艺参数的工艺区间及参数与熔覆层几何形貌映射关系。首先,采用单因素实验方法研究激光功率、扫描速度、送丝速度、离焦量四个工艺参数的工艺区间;其次,以熔覆层的高度、宽度、横截面积作为熔覆层几何形貌的量化指标;最后,分别建立神经网络模型和二次回归模型实现熔覆工艺参数和熔覆层形貌量化指标之间映射关系的预测。基于单道单因素实验,当激光功率介于1 300~1 700 W,扫描速度介于3~7 mm/s,送丝速度介于9~15 mm/s,离焦量介于-2.5^-1.5 mm时能获得液桥过渡熔覆质量较好的单道。在对测试样本数据的预测中,在置信度85%情况下,BP神经网络模型对熔覆层高度、宽度、横截面积的预测精度分别为100%, 100%, 93.33%,均方根误差分别为0.21, 0.07, 0.24;二次回归模型的精度分别为100%, 66.67%, 73.33%,均方根误差分别为0.21, 0.13, 0.28。结论说明二次回归模型中变量的交叉项未能拟合送丝熔覆多变量耦合的非线性过程,而BP神经网络得到较好的预测结果。
关键词
激光熔覆 三分光束 光内同轴送丝 二次回归 BP神经网络
Keywords
laser cladding three bean coaxial wire feeding quadratic regression BP neural network
分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
题名 TA2纯钛激光同轴送丝增材制造组织和性能研究
4
作者
符成学 雷小伟 吕逸帆 尹艳超 张文豪 崔永杰
机构
中国船舶集团有限公司第七二五研究所
出处
《钛工业进展》
CAS
2023年第3期1-5,共5页
基金
国家重点研发计划重点专项(2021YFC2800503) 国防基础科研计划项目(JCKY2021206B039)。
文摘
探讨了单向平行、蛇形往复和蛇形正交3种不同路径下利用激光同轴送丝增材制造技术制备的TA2纯钛试件微观组织和力学性能的差异。结果表明,在合适的工艺参数下,可以实现TA2纯钛激光同轴送丝增材制造的良好成形,试件表面呈银白色,其横、纵向力学性能均可达到GB/T 3621-2022对TA2纯钛板材的要求;3种路径下制造过程的热输入和散热条件类似,焊缝微观组织均为锯齿状α相。不同增材路径下的焊道熔合形貌不同,力学性能差异较大,其中单向平行和蛇形往复路径试件的各向异性较强,蛇形正交路径试件的各向同性较强;单向平行路径试件的纵向抗拉强度和屈服强度均最高,蛇形正交路径试件的横向断后伸长率较高,塑性较好。
关键词
TA2纯钛 激光增材制造 同轴送丝 显微组织 力学性能
Keywords
TA2 pure titanium laser additive manufacturing coaxial wire feeding microstructure mechanical properties
分类号
TG146.23
[金属学及工艺—金属材料]
题名 中空激光光内同轴送丝熔覆工艺的实现及其试验研究
被引量：21
5
作者
石世宏 傅戈雁 李龙 王永康
机构
苏州大学机电工程学院
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第1期266-270,共5页
基金
国家自然科学基金(50975187) 江苏省自然科学基金(BK2007052)资助课题
文摘
基于"光束中空,光内送丝"的专利技术,实现了同轴送丝新工艺。这种新装置改光外倾斜送丝为光内垂直正向送丝,实现了光、丝精确耦合和熔道的各向同性。光内送丝熔覆成形试验表明:丝材熔化充分,熔道均匀平滑;熔覆组织致密,晶粒细小;平面搭接和立体堆积成形件均匀完整,熔道质量沿各方向均匀一致,无扫描方向性影响。光内送丝熔覆使三维送丝成形成为可能。
关键词
激光技术 激光熔覆 光内同轴送丝 直接成形 扫描方向性
Keywords
laser technique laser deposition internal coaxial wire feeding engineered net shaping isotropic of scan
分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
TF124
[冶金工程—粉末冶金]
题名 环形激光光内同轴送丝焊接试验研究
被引量：3
6
作者
傅戈雁 石世宏 韩学磊
机构
苏州大学机电工程学院
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第8期2080-2085,共6页
基金
国家自然科学基金(50975187 10972150) 苏州市科技创新资金(SG0923)资助课题
文摘
激光填丝焊是一种具有广泛应用领域的焊接工艺。针对现有旁送丝填焊工艺存在的不足,提出了光束中空、正向同轴送丝创新方案。利用所研制的光内同轴送丝焊接装置进行了焊接试验。结果表明,同轴送丝焊接具有光丝耦合姿态固定、热源对称、能量分布合理等突出优势。焊缝表面光滑平整,截面形状对称。焊缝质量各向同性,适用于一维和多维焊接。对变动激光功率、扫描速度和送丝速度进行了工艺试验,获得了一组优化的工艺参数。焊缝的扫描电镜(SEM)分析和拉伸试验表明,激光光内同轴送丝所获得的焊道组织致密、均匀,无气孔、夹渣等缺陷,是理想的激热激冷组织;焊缝与基材结合牢固,结合区无明显缺陷。
关键词
激光技术 激光填丝 焊 环形激光 光内同轴送丝
Keywords
laser technique laser welding with filler wire annular laser beam internal coaxial wire-feeding
分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
题名 基板受辐照比值对激光同轴熔丝沉积稳定性的影响
被引量：1
7
作者
金磊 石世宏 魏超 曹浩 石拓
机构
苏州大学机电工程学院 苏州大学光电科学与工程学院
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期118-127,共10页
基金
国家自然科学基金(62173239,61903268)。
文摘
激光熔丝沉积技术是一种输送丝材并以激光为热源的定向能量沉积技术。为了探讨同轴熔丝过程的机理与效应,采用自主研发的激光内同轴送丝熔化沉积技术来分析研究基板受辐照比值对于熔丝过程稳定性的影响;借助高速相机拍摄并分析熔丝沉积过渡阶段机理;通过数学模型计算与实验验证的方式研究了熔丝沉积动态过程与工艺参数之间的关系。结果表明:较小的基板受辐照比值会引起“液滴”过渡熔丝行为,即处于稳定与不稳定的临界状态;而基板受辐照比值较大时会引起“液桥”过渡熔丝行为,即处于一个相对稳定的状态。本研究对激光熔丝沉积的动力学稳态性分析具有一定的指导意义。
关键词
激光光学 激光熔化沉积 光内同轴送丝 基板受辐照比值 过程稳定性 高速摄像
Keywords
laser optics laser melting deposition inside-laser coaxial wire feeding substrate irradiation proportion process stability high-speed photography
分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
