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渗硼层激光共晶化工艺参数验证及机理探讨

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试 验过 程 中 ， 分别 采 用 十种 不 同 尺 寸 的 阶梯 圆柱 形 搅 拌焊 头 ， 在不 同 的工艺 参 数下 施焊 ， 察焊缝 成形 观
质 量 ， 试 接 头 的力 学性 能 ， 测 利用金 相 显微 镜 观 察接
头 的微 观组 织 ， 析研 究 工艺 参 数对 焊缝 质 量影 响 。 分
铝 合 金 的搅 拌 摩 擦 焊 工 艺 研 究
曹朝 霞 一 书华 ．，刘 ，王 德庆 ，高 平
（． １大连 铁道学 院，大连 １６ １ ；２ 包头职业技术学 院 ， 头 ０ ４ ３ ；３ 中国兵器工 业 第 ５ １０ １ ． 包 １０ ０ ． ２研究所 ， 包头 ０ ４ ３ ） １０ ４
烧 损等 焊接 缺 陷 ； 焊接 过 程 中无需 填 充材 料 、 保护 气
体， 焊接 前 无需 进 行复 杂 的处 理工 作 ， 焊接 时所 需 能 量仅 为传 统 焊接 方 法 的 ２ ％左 右 ； 接 过 程 中无 弧 ０ 焊
针
光辐 射 、 尘和 飞 溅 ， 音低 ， 烟 噪 因而搅 拌摩 擦 焊是 一 种高 质 量 、 成 本 的“ 色 焊接 方 法” 低 绿 。 目前 ， 业 发 达 国 家 铝合 金 的搅 拌摩 擦 焊技 术 工 已进入 商 业化 阶 段 ， 而我 国在 该 技 术 领 域 中 的研 究
搅 拌 摩 擦 焊 是 英 国 焊 接 研 究 所 （ｒ ）９ １年 ｒｗＩ１９
发 明 的 一 种 新 型 固 态 连 接 技 术 【 Ｊ 同传 统 的 熔 １ 。
化焊相比， 由于搅 拌摩 擦 焊属 固相焊 接 ， 其接 头 不会
产生 与 熔化 有关 的 一 些 如 裂 纹 、 孑 及 合 金 元 素 的 气 Ｌ
３ 试 验结果 与分析
３ １ 搅 拌焊 头 的 形状 、 寸对 焊 缝质量 的影响 ． 尺
量的焊缝。肩部尺寸过大 ， 热输入量增加 ， 势必导致
热影 响区尺 寸增 大 ， 同时焊 件 易产 生变 形 ； 肩部 尺 寸 过 小 ， 需通 过增 大旋 转 速 度 或 降低 焊 接速 度 的 方 则 式保 证 热 输 入 量 ， 利 于 节 能 、 耗 和 提 高 生 产 效 不 降
ｂ 圆筒纵缝 一
与焊件作相对运动， 搅拌焊头前面材料发生强烈的塑 性变形 并流 向搅拌 焊头 的后 面 ， 部所 施加 的压 力使 肩
接缝处 的变形 金 属 通过 相 互 扩散 与再 结 晶 牢 固地 结 合在一 起 ， 而形成搅 拌摩 擦焊焊缝 Ｌ５。 从 ４ ． Ｊ
图 ２ 搅拌摩擦焊试样
摘
要： 搅拌摩 擦焊是一 种新型的 固态连接技 术 。采用 搅拌 摩擦 焊技术 成 功地实 现 了厚 度为 ３ 铝合 金板 材 的 ｍｍ
对接 、 角接及 园简纵缝的焊接 。分析研究 了试验 过程 中搅 拌 焊头 的形状 、 寸及 焊接工 艺参数 对搅 拌摩 擦焊 接头 尺
质量 的影 响。试验结果 表明 ， 对于厚 度为 ３ ｍｍ的铝合 金板 材 ， 圆柱 形搅拌 焊 头的最佳 设 计尺寸 是 ： 搅拌 焊针 的直 径为 ３ ｍｍ， 肩部的 直径 为 ９ ｍ。采用该焊头在旋转速 度为 ｌ ０ ～２Ｏ ０／ ｎ 焊接速 度为 １ ２ ～１ ８ ｍｍ／ 的范 ｍ ０ ０ ｒｍｉ， ８ ． ２ ．５ ｓ
才 刚 刚起 步 。本试 验 针对 工 业纯 铝及 两 种典 型 的铝
图 １ 搅拌摩擦焊 原理图
合金 材 料做 了大 量 的 搅 拌 摩 擦 焊 工 艺 试 验 ， 旨在 深 入研 究搅 拌 摩擦 焊 的 工 艺 原 理 及微 观 机理 ， 索 其 探 内在 的规律 ， 搅 拌 摩 擦 焊 技 术 早 日在 我 国 工 业 领 为
２ 试 验 条 件 与 方 法
试验分别 以厚度为 ３ ｍ的工业纯铝 、 ｍ 硬铝及防
・ 收稿 日期 ：０ ２一Ｏ ２０ ８—２ Ｏ 作者简介 ： 曹朝霞 （９ ８一） 女 ， １６ ， 工学硕士 ， 研究方向 ： 焊接材料及金属焊接性
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兵 器材料科学 与工程
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第２ ５卷 第 ６期 ２０ ０ ２年 ｌ １月
兵 器 材 料 科 学 － 程 ９工
０Ｒ ＤＮＡ Ｅ ＭＡ ＲＩ Ｌ Ｓ Ｉ ＮＣ ＮＤ Ｎ ＮＥ ＲＩ Ｇ ＮＣ ＴＥ Ａ Ｃ Ｅ Ｅ Ａ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｎ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ． １２ ６ Ｎｏ ． ２） ２ ｖ Ｉ ０
第２ ５卷
锈 铝作 为 待焊 材 料 ， 自制 的 搅拌 摩擦 焊设 备 ， 用 实现
了对接 接 头 、 接 接 头 及 园 筒 纵 缝 的焊 接 （ ２ 。 角 图 ）
３ Ｉ ３ 肩 部 的尺寸 ．．
搅 拌摩 擦 焊 接 时 ， 热量 主要 来 自于 肩 部 与 焊 件 的摩 擦 ， 肩部 尺 寸直 接影 响着 焊 接线 能 量 的大 小 ， 从 而 影 响焊缝 的质量 。采用 不 同系 列直 径 的搅 拌 焊头 施 焊 ， 后 对 其试 样 进 行 比较 ， 果 表 明 ， 拌 焊 头 焊 结 搅 的肩 部直 径 与焊 针直 径 之 比为 ３： １时 ， 获 得 高 质 易
域推 广 应用 提供 理 论 和实 践依 据 。
ａ 一角接接 头 摩擦焊的工作原理示于图 ｌ 。焊接时， 先将 被 焊件 固定 在平 台上 ， 拌焊 头在高 速旋转 的同时插 搅
入 接缝 中 ， 至肩 部与被 焊件表 面 紧密接 触 。旋 转 的 直 搅拌 焊头 与焊件 之间摩 擦产生 的热 量 ， 使接 缝处 材料 温 度升高 而软 化 ， 同时 ， 拌焊 头 边 旋转 边 沿 着 接缝 搅
围内， 压力为 ２ ８ １Ｎ时施 焊 ， 可获得质量 良好的焊接接 头。 关键词 ： 搅拌摩擦焊 ； 铝合 金 ； 固态连 接技术
中 图 分 类 号 ： Ｇ ５ Ｔ ４３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０４ ２ ４ ２ ０ ） ６ ０３ 一 Ｏ １０ － ４ Ｘ（０ ２ ０ — ０ ７ ４

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激光焊接的工艺参数及特性分析讲解

激光焊接的工艺参数及特性分析讲解

激光焊接的工艺参数及特性分析一、激光焊接的工艺参数：1、功率密度。

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。

因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。

对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。

因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。

2、激光脉冲波形。

激光脉冲波形在激光焊接一、激光焊接的工艺参数：1、功率密度。

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。

采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。

因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。

对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。

因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。

2、激光脉冲波形。

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。

当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。

在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

3、激光脉冲宽度。

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

4、离焦量对焊接质量的影响。

激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。

离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。

离焦方式有两种：正离焦与负离焦。

焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。

按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。

负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。

实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。

钕铁硼渗透工艺

钕铁硼渗透工艺

钕铁硼渗透工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钕铁硼永磁材料是一种具有极高磁能积和磁能密度的磁性材料，具有优良的磁性能和机械性能，被广泛应用于电机、发电机、传感器、磁力传动等领域。

而钕铁硼材料的性能和稳定性很大程度上取决于其微观结构和组织。

为了进一步提高钕铁硼材料的性能和稳定性，钕铁硼渗透工艺应运而生。

钕铁硼渗透工艺是一种将钕铁硼磁粉通过渗透方法铸造成密实均匀的块状产品的工艺。

该工艺的核心是将钕铁硼磁粉与适量的粘结剂和溶剂混合成糊状，然后将糊状材料注入模具中，在一定的温度、压力和时间条件下进行渗透成形。

经过一系列的工艺处理后，即可得到具有良好磁性和机械性能的钕铁硼块状产品。

钕铁硼渗透工艺的优点主要有以下几个方面：1. 提高材料的致密性和均匀性：通过渗透工艺可以使钕铁硼磁粉充分填充模具的所有空隙，从而提高材料的致密性和均匀性，减少气孔和缺陷的产生，提高材料的力学性能和磁性能。

2. 可实现复杂形状的成型：由于钕铁硼渗透工艺采用注射成形的方法，可以灵活控制材料的流动和填充，从而实现对复杂形状的产品进行成型，满足不同领域对于形状的要求。

3. 提高生产效率和节约成本：相比传统的热压成形方法，钕铁硼渗透工艺可以大大缩短生产周期，降低生产成本，提高生产效率。

4. 可实现批量生产和定制生产：钕铁硼渗透工艺适用于批量生产和定制生产，可以根据客户的需求进行产品定制，满足市场的多样化需求。

值得一提的是，钕铁硼渗透工艺在实际应用中还需注意一些关键技术和要点：1. 粘结剂和溶剂的选择：粘结剂和溶剂的选择直接影响到糊状材料的流动性、粘度和成型性能，应选用具有良好流变性能和热稳定性的材料。

2. 温度、压力和时间的控制：温度、压力和时间是影响钕铁硼渗透成形的关键参数，应根据具体工艺要求精确控制这些参数，确保产品的质量和稳定性。

3. 后续处理工艺的控制：钕铁硼渗透工艺包括成形、烧结、热处理等多个工艺环节，后续处理工艺的控制也是影响产品性能的重要因素，应合理设计和优化后续处理工艺。

固体渗硼在石油机械中的应用研究

固体渗硼在石油机械中的应用研究

固体渗硼在石油机械中的应用研究张庆廷【摘要】本文主要介绍固体渗硼原理及渗硼层组织、性能,并对固体渗硼技术在石油机械中的应用进行研究分析.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】2页(P33-34)【关键词】渗硼技术;固体渗硼;石油机械【作者】张庆廷【作者单位】国家石油机械产品质量监督检验中心(江苏),建湖 224700【正文语种】中文随着工业化建设，机械零件对原材料的性能提出了更高的要求。

机械材料包含类别较多，如结构材料、工具材料等，各种材料在实际应用中的主要目的都是保障机械零件能够稳定运行。

机械零件失效主要有断裂、腐蚀及磨损三种形式。

我国每年在机械零件失效上都会损失较高的经济利益，因此提高机械零件性能，保证产品生产质量，对我国社会经济建设具有重要意义。

1.1 固体渗硼过程中所存在的化学反应固体渗硼主要应用的是固体渗硼剂，供硼剂为B4C，催化剂为KBF4，填充剂为木炭及SiC。

固体渗硼有关化学反应能在650～950℃进行，正常情况下是在800～900℃，整个反应温度需要保持5h左右。

机械零件在与渗硼剂共同加热后，可以直接进行淬火或者是制冷操作。

渗硼反应基本上都是在高温状态下进行，反应过程中物质状态较为丰富，部分渗硼反应固体、液体和气体状态都会存在，因此渗硼整个反应十分复杂。

各种物质之间在发生渗硼反应后，能够让硼原子进入到机械零件内，形成硼化合物。

现阶段的固体渗硼工作，已不再是简单的Fe2B的渗硼，往往是获得双相渗层。

在双相渗层反应中，所得到的材料在硬度方面性能提高较为显著，但是剥落倾向性也会显著提升。

能够进行渗硼反应的原材料种类较多，例如结构钢、工具钢等。

对渗硼反应造成影响的因素也较多，如反应时间、碳含量等。

1.2 渗硼层形成的机理渗硼反应是硼原子进入各种机械零件内的过程。

硼原子与机械零件材料在一定温度下形成的化合物层，就是渗硼层，整个渗硼流程可看作是多个步骤形成。

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响

超高速激光熔覆工艺参数对熔覆层组织和性能的影响,郑红彬X王淼辉2,葛学元2,王欣2(1.机械科学研究总院，北京100083$.北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，北京100083)摘要：超高速激光熔覆技术与传统激光熔覆有所不同，可大幅提高熔覆效率，制备无缺陷的均匀薄涂层。

为研究超高速激光熔覆主要工艺参数对熔覆层组织与性能的影响，采用超高速激光熔覆技术，分别 以不同激光功率、熔覆速度、熔覆道间距在9Cr2Mo钢基体表面制备M2高速钢涂层，对熔覆层微观组织及力学性能进行表征。

结果表明：熔覆层以细小等轴晶为主，晶间存在网状碳化物；熔覆层主要由crFe、2-Fe以及少部分的MC和M2C碳化物组成；随着激光功率的增大、熔覆速度的减小、熔覆道间距的减小，激光束对熔覆层输入的能量密度随之增大，熔覆层平均晶粒尺寸呈现增大趋势；改变超高速激光熔覆工艺参数，提高对熔覆层的输入能量密度，熔覆层的显微硬度也更加均匀，平均硬度明显提高。

关键词：激光技术；超高速激光熔覆；工艺参数；涂层；微观组织；显微硬度中图分类号:TG174.4文献标志码：AInfluence of Ultra-high-speed Laser Cladding Process Parameters on the Structure and Propertiesof the Cladding LayerZHENG Hongbin1,WANG Miaohui,GE Xueyuan2,WANG Xin2(1.China Academy of Machinery Science and Technology Group Co.,Ltd.,Beijing100083,China；2.Beijing National Innovation Institute of Lightweight Co.,Ltd.,Beijing100083,China)Abstract:Ultra-high-speed laser cladding technology was different from traditional laser cladding,which could greatly improve the cladding efficiency and prepare a uniform thin coating without defects.In order to study the influence of the mainprocessparameGersofulGra-high-speedlasercladdingonGhesGrucGureandperformanceofGhecladdinglayer ulGra-high-speedlasercladdingGechnology wasusedGoprepare M2high-speedsGeelcoaingonGhesurfaceof9Cr2MosGeelsubsGraGe wihdi f erenGlaserpower claddingspeed andcladdingchannelspacing.The microsGrucGureand mechanicalproperGiesof the cladding layer were represented.The results showed that the cladding layer was mainly composed of small equiaxed crys­tals andtherewerenetworkEarbidesbetweentheErystals.TheEladdinglayerwas mainlyEomposedof1-Fe2-Feanda sma l partofMCand M2CEarbides withtheinEreaseoflaserpower EladdingspeeddeEreased andEladdingEhannelspaE-ing also decreased,the energy density of laser beam input to the cladding layer would increase ,and the average grain size of thecladdinglayerincreased；changingtheultra-high-speedlasercladdingprocessparameterscouldincreasetheinputenergy densitytothecladdinglayer themicrohardnessofthecladdinglayerwasalso moreuniform andtheaveragehardnesswas significantlyimproved.Key words:laser technology ,ultra-high-speed laser cladding,process parameters,coating,microstructure ,microhard-激光熔覆是指将熔覆材料以不同方式添加到熔覆基体表面,并以激光束作为热源,将熔覆材料熔化凝固到基体表面制备与基体具有冶金结合的表面涂层，从而实现材料的表面改性以及产品的表面修复等的工艺方法%13&。