钛合金激光修复过程中缺陷的成因及对策研究

钛合金激光修复是以激光熔覆和快速成形技术为基础,以修复破损零件为目的的技术。钛合金激光修复技术近年来发展迅速,但是该技术目前处于发展阶段,修复过程中还存在某些缺陷,如裂纹及开裂,成分不均匀和气孔等,有必要研究这些缺陷的成因并提出相应的解决办法。     

短脉冲激光加工微结构及其成型技术研究（英文）

短脉冲激光具有高精度、非接触和高可控性等优点,可以针对各种材料进行表面精细加工。如在医用钛合金表面加工出不同形貌、尺寸的微结构,能够有效地改善植入物表面生物活性。利用短脉冲激光在材料加工上的优势,开展了纳秒激光脉冲烧蚀试验,探究纳秒激光与钛合金间的相互作用。阐明钛合金表面火山坑微结构的形成机理,并开展多脉冲激光参数试验,研究激光参数对微结构成型的影响,建立参数与特征尺寸间的映射关系。该研究可以获得具有特定尺寸、高加工质量的微结构,有助于短脉冲激光微加工技术的应用,具有良好的学术和工程意义。     

钛合金小直径深孔的振动钻削研究

钛合金的小直径深孔的钻削是机械加工中的难题之一。采用低频轴向振动钻孔方法解决了这个难题。本文主要就钛合金小直径深孔的振动钻削的刀具设计、断屑排屑、加工质量等进行了研究。     

钛合金单面联接件加工研究

钛合金单面联接件加工中的难题是其深孔内螺纹加工，作者研究了钛合金攻丝专用丝锥，提出了采用专用丝锥和振动攻丝工艺相结合，优化切削参数加工钛合金深孔内螺纹的方法。     

激光熔覆沉积TC11钛合金基板应力预测和微观组织研究

对损伤的TC11钛合金零部件进行激光熔覆沉积修复,可在不影响零件使用性能的前提下,节约贵重钛合金资源,提高零件利用率。分析修复后熔覆层和基材组织性能和开裂倾向是激光熔覆沉积修复工艺的基础研究工作。采用高斯热源,建立了单道单层激光熔覆应力预测三维数值模型,研究了激光熔覆基板的应力分布规律。随后,进一步实验研究了TC11激光熔覆区的显微组织结构。结果表明,激光熔覆区可分为熔覆层、热影响区和热应力层3部分。基板热应力层的晶粒受到应力的作用变形显著。激光熔覆后基板应力仿真和实验结果分布趋势一致,且最大热应力深度随激光功率的增大而增大。     

基于非水基电解液的钛合金微细电解加工工艺优化

针对钛合金这种典型的难于传统机械加工的材料,电解加工能达到"以柔克刚"的目的,是解决钛合金加工难题的首选方案.但是钛存在自钝化的特性,如果使用常规的水基电解液进行钛合金的电解加工,其基体表面会持续生成氧化膜,降低加工精度,甚至导致加工无法进行.为了解决这一技术难点,本文尝试采用以乙二醇作为基体的电解液进行电解加工实验.并通过工艺优化实验探究了行走速度、初始加工间隙、脉冲峰值电压等参数对钛合金微细电解加工效果的影响.通过对比分析加工效果,最终确定出优化的工艺参数,并利用优选参数在钛板基体上加工出TJU字样,从而实现钛合金微细电解加工.     

激光选区熔化TC4钛合金疲劳与断裂

分析了激光选区熔化ＴC４钛合金疲劳寿命及其影响因素。研究结果表明,激光选区熔化TC4钛合金的疲劳性能与传统的经过退火处理的钛合金性能相当。对断口的疲劳源分析表明,激光选区熔化TC4钛合金的疲劳裂纹起源于距离表面最近的制造缺陷,这种制造缺陷多为不规则形状,在缺陷中能够明显地观察到制造过程中产生的层间界线。通过对比分析可知,疲劳源在试样表面以下的位置及其最大跨度尺寸影响着试样的疲劳寿命。目前,制造缺陷仍然是影响激光选区熔化TC4钛合金疲劳性能的主要因素。     

超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理

为探究超快脉冲激光对难加工材料的烧蚀特性与损伤机制,利用皮秒脉冲激光研究钛合金的烧蚀阈值、烧蚀形貌和作用机理。依据烧蚀面积和激光能量密度的线性关系,确定了钛合金的烧蚀阈值,通过显微镜观察分析了不同激光参数下钛合金的表面烧蚀形貌,采用雪崩电离与多光子电离详细解释了超快脉冲激光对钛合金的作用机理,并从烧蚀形貌和阈值角度划分了烧蚀区域。结果表明:钛合金的烧蚀阈值约为0.109J/cm2;在1 064nm波长下的烧蚀质量要优于532nm波长下的质量,而低重复频率能获得高质量的微结构,烧蚀中央区域材料去除更为均匀,且烧蚀弹坑形状规则,表面平滑;随着脉冲数和能量的增加,光子能量累积增多,烧蚀尺度和形貌特征愈加明显,烧蚀边界愈加清晰,说明脉冲数和光子能量累积是表面微结构诱导的关键要素之一;烧蚀区域可划分为改性区、过渡区、再沉积区和烧蚀区,在烧蚀区以多光子电离为主,在改性区、过渡区和再沉积区以雪崩电离为主。该结果可为超快脉冲激光微结构精密加工提供参考。     

TC4钛合金涡轮叶片修复层的电解修形技术

针对涡轮叶片修复工艺链,电解加工是一种潜在的后续修形技术.为提高电解修形精度,对TC4钛合金涡轮叶片叶尖堆焊修复层的电解修形工艺进行了研究.通过建立电场模型,对工件表面电流密度分布进行了数值计算,研究阳极形状演化规律,并以此分析传统阴极工艺的缺陷形成机理.基于仿真结果,提出了改进阴极以消除过切缺陷,并建立试验系统,对堆焊修复后的TC4钛合金叶片进行电解修形的重复试验.结果表明:采用改进阴极,单组叶片修形时间80,s,修形后的叶片精度较高,表面粗糙度Ra≤0.8,μm,具有较好的重复性.     

浅谈水下激光焊自动化修复工艺

伴随着迅速发展的现代焊接技术,水下激光焊自动修复工艺必然拥有非常广阔的应用前景,研究部门只有积极不断的探索,才能推动水下激光焊自动修复技术的创新发展。本文主要分析了激光焊接技术工艺参数,水下激光焊技术原理及特点,水下激光焊接自动化修复工艺的应用及测试。     

FPCB激光切割软件算法与控制系统设计

从FPCB高精度激光切割机设备的研发实践出发,针对激光切割机加工对象FPCB无夹具、易变形的特点及光路精密性要求,介绍了激光切割机控制系统软件研制开发中的关键技术和技术难点,给出FPCB激光切割软件关键算法及控制系统设计,通过对工作台、振镜和激光的协调控制,实现工件的高质量切割加工。系统基于计算机视觉技术,以CCD摄像...     

作物新品种

项目名称:压铸模具激光修复技术与产业化合作方式:面议所属单位:浙江工业大学激光加工技术工程研究中心内容简介:为适应不同模具,该中心开发了送丝和送粉专用装置以及不同的合金粉、金属丝,形成了一系列配套优化的工艺。经过激光修复后的H13热压铸模的耐磨性能比基体材料提高1-3倍,与高速     

提高伞齿轮精锻模使用寿命的综合技术

少无切削加工工艺是机械科学技术领域优先发展的新工艺。齿轮精锻是少无切削加工工艺中难度较大的技术之一,而提高精锻模使用寿命则为这一难题中的关键。本项目就生产一线广泛存在的关键技术展开系统研究并取得综合技术成果,使锻模寿命延长约9倍,显著提高了企业的     

钛合金风扇叶片的数控加工工艺及模拟仿真

为解决钛合金材料加工较困难、工艺上选择数控加工参数难等问题,通过大量试验总结,优选数控加工参数,优化数控编程技术、刀具材料和参数,采用小切削量和高速球铣刀的数控加工方法,最后运用计算机辅助软件进行模拟仿真,其结果达到了零件的加工工艺要求。解决该难题的关键所在是:钛合金材料的特性、曲面造型方法、数控加工工艺、铣削方式等。     

激光冲击强化对熔覆后TC4钛合金性能的提高

对TC4钛合金的熔覆试样进行激光冲击强化试验,比较了激光冲击强化前后试样的显微硬度、表面残余应力、显微组织和疲劳性能.TC4钛合金熔覆后,修复区表面残余拉应力为225 MPa,激光冲击强化消除了熔覆产生的拉应力,产生了449 MPa的残余压应力,在基体残留的压应力高达672 MPa;激光冲击强化后,修复区硬度由强化前的333 HV提高到381 HV.TEM显示:3次冲击后,在TC4材料表面形成了纳米晶层.对强化前后的激光熔覆试样进行高周疲劳试验,结果表明:激光冲击强化提高熔覆后钛合金疲劳强度达15.8%.经分析,冲击后细化晶粒和残余压应力对高周疲劳性能的提高起到了关键作用.     

激光冲击强化对熔覆后TC4钛合金性能的提高

对TC4钛合金的熔覆试样进行激光冲击强化试验,比较了激光冲击强化前后试样的显微硬度、表面残余应力、显微组织和疲劳性能.TC4钛合金熔覆后,修复区表面残余拉应力为225 MPa,激光冲击强化消除了熔覆产生的拉应力,产生了449 MPa的残余压应力,在基体残留的压应力高达672 MPa;激光冲击强化后,修复区硬度由强化前的333 HV提高到381 HV.TEM显示:3次冲击后,在TC4材料表面形成了纳米晶层.对强化前后的激光熔覆试样进行高周疲劳试验,结果表明:激光冲击强化提高熔覆后钛合金疲劳强度达15.8％.经分析,冲击后细化晶粒和残余压应力对高周疲劳性能的提高起到了关键作用.     

激光用于自行车薄壁管材高速切割的可行性研究

本文主要介绍用激光进行切割加工的特点,采用这种新技术进行自行车薄壁管村切割的技术条件,以及相应激光器与激光功率的选择;可能的加工能力、激光切割加工的成本,并与现有双头专用管材铣床加工成本进行比较;说明采用激光进行自行车管材特别是薄壁合金管村的高速激光切割,不但技术上是可行的,而且生产效率高、加工质量好、生产成本并不比采用专用双头铣床加工成本高。但采用这一新技术,一次性投资比例大,而且技术涉及面宽,整体开发工作量大,特别是如何压缩自动装夹管材时间、选择优质长寿命激光器是成功应用这一技术、降低成本、提高工效的关键。     

浅谈钛合金的深孔钻削加工工艺

钛合金是一种应用广泛的高温合金，主要应用于测井仪器的保护外壳的制造，所以，钛合金的加工工艺对钛合金制品的质量具有接影响，其中就涉及到了对钛合金进行切削加工，尤其是深孔钻削的加工工艺，而且深孔钻削的加工性如何决定了钛合金的应用范围。本文通过对钛合金深孔钻削加工时存在的问题进行讨论，并以此为基础深入探讨了钛合金的深孔钻削加工工艺。     

某型机外涵承力环精益加工研究

本文以某型航空发动机外涵承力环为典型零件,介绍了腐蚀工艺、热处理工艺在钛合金材料中的应用,介绍了缩短钛合金零件加工周期的方法,同时还介绍了在数控加工中利用层铣刀提高数控铣加工效率的技术。根据腐蚀工艺和热处理工艺的工艺特点,通过调整加工余量的方式,改变热处理工艺和腐蚀工艺的工艺顺序,从而杜绝了零件的半精加工工序,缩短了零件的工艺路线,提高了零件的加工效率,缩短了零件的加工周期。解决了钛合金零件冗长的工艺路线的问题,为今后钛合金零件的加工技术提供参考。     

钛合金表面织构的光纤激光加工多参数耦合研究

针对钛合金作为生物医用材料具有耐磨性差、表面容易划伤等缺点,采用光纤激光表面织构提高其抗磨性能.因诸多激光工作参数共同制约其加工效率,对钛合金TC4进行多参数耦合实验研究,提出了一套适用于凹坑形和凹槽形两种表面图案的理想工作参数组.实验结果表明,该参数组能有效地提高表面织构的精度和速度.