脉冲激光弯曲成形技术中硅片表面的形貌分析

对长脉宽脉冲激光弯曲后的硅片试件进行了表面形貌以及晶相等特性分析.结果表明,激光作用于硅片表面后形成了三种特殊区域,分别为边缘区域、过渡区域、主作用区域.其中过渡区域和主作用区域变化比较明显,分别出现了堆积层错现象和波纹状形貌.对主作用区域进行拉曼光谱检测,分析谱图没有发现典型的非晶硅转变,只是存在微弱的Si-Ⅰ→Si-Ⅲ转化.利用X射线定向仪检测原始和激光作用后表面的晶向,发现激光作用区域晶向变化较明显,存在晶体畸变和晶粒细化现象.     

超薄Hastelloy C-276脉冲激光焊接接头的拉伸性能

采用脉冲激光焊接技术实现了0.5mm厚度HastelloyC-276屏蔽套材料对焊连接,得到的焊缝宽度小于1mm,分析了焊接接头的拉伸性能,同时采用微区XRD分析了拉伸断口HastelloyC-276相变特征。结果表明:焊接接头的屈服极限相对于母材并未改变;而抗拉强度有一定程度的降低,为母材的88.6%,在断口处并未发现明显脆性相。焊接接头的屈服极限与母材基本相当,主要由于焊缝处的晶粒细化效果提高了材料的屈服极限,起到了与母材固溶强化作用相似的作用;而焊接接头抗拉强度的降低主要是由于拉伸过程更利于产生应力集中,促进微观裂纹的形成,进而加速材料的破坏。     

直接激光沉积Ti6Al4V/Inconel 718复合材料微观组织与力学性能分析

Ti6Al4V和Inconel 718合金被广泛用于航空航天。但TC4或Inconel 718难以同时满足轻量化和耐高温的需求。本文采用直接激光沉积制备了不同比例Ti6Al4V / Inconel 718复合材料。分别通过X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪分析相组成,微观结构和元素分布。同时,研究了显微硬度和摩擦磨损性能。研究表明：随着Inconel 718的比例增加,有Ti2Ni和Ni3Ti金属间化合物形成。Ti2Ni的形成机理为：β→α+ Ti2Ni和L→β-Ti+ Ti2Ni,且Ti2Ni金属间化合物的偏析机理为晶间偏析。随着Inconel 718含量增加,复合材料的显微硬度逐渐增加。当Inconel 718的体积分数为50％时,其平均显微硬度值为770 HV,比100％ Ti6Al4V的平均显微硬度高85.5％。显微硬度增加与Ti2Ni金属间化合物的析出强化直接相关。复合材料以磨料磨损为主,并伴随着黏着磨损。随着Inconel 718的增加,黏着磨损减弱。当Inconel 718的体积分数达到达到50％时,磨损量仅为100％ Ti6Al4V的36.9％。     

CO2连续激光弯曲硼硅酸盐玻璃薄片实验研究

利用CO2连续激光对硼硅酸盐玻璃薄片进行了弯曲试验,研究了激光功率（P）、扫描速度（V）、扫描次数（n）及样品宽度（d）对弯曲效果的影响,并简要分析了弯曲现象产生的原因。给出了弯曲加工的P,V范围图,获得多组可以成功弯曲玻璃样品的工艺参数。实验结果表明,采用CO2连续激光可以对硼硅酸盐玻璃薄片进行弯曲加工,弯曲角度可达24°以上。     

夹具拘束距离对Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接变形的影响

为了揭示夹具拘束距离对0.5mm厚Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接变形的影响,基于有限元软件ANSYS建立了三维热力耦合有限元模型。采用位移约束假设代替实际夹具的拘束作用,研究了夹具拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接纵向挠曲变形及横向收缩变形的影响规律。实验测量了焊接热循环曲线和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。模拟结果表明,随着夹具拘束距离从8mm增加到20mm,焊接纵向挠曲变形及横向收缩变形均表现为近似线性增大的趋势,特别是焊接横向收缩变形增加了将近3.6倍,而减小夹具拘束距离可以控制焊接残余变形。该模型较准确地模拟了薄板脉冲激光焊接温度场及残余变形,为抑制薄板焊接变形提供了理论和实验依据。     

Al2O3-TiCp复相陶瓷激光定向能量沉积直接增材制造

Al₂O₃-TiC_p(AT)复相陶瓷材料以其优异的综合力学性能而被广泛用作金属切削刀具材料。针对AT材料传统烧结方法在能耗及周期方面的局限,本工作利用激光定向能量沉积技术开展了AT复相陶瓷材料直接增材制造的研究,系统探讨了不同TiC_p比例对复相陶瓷材料微观结构和力学性能的影响。结果表明TiC_p颗粒均匀分布在成型样件的基体中,掺杂TiC_p细化了Al₂O₃晶粒。同时,由于TiC_p与Al₂O₃基体的热膨胀失配引起裂纹出现偏转、贯穿颗粒等现象,消耗了裂纹扩展能量,进而有效抑制了AT材料直接增材过程中的裂纹扩展行为。掺杂TiC_p颗粒对熔池形成冲击,在一定程度上加快了气体的逸出速率,进而提高了材料的相对密度。但TiC_p含量过高将加剧其与Al₂O₃基体在高温时的化学反应,生成...     

随动同步电感辅助直接激光沉积温度分布规律研究

将电磁场引入直接激光沉积中，可对沉积过程进行有效调控，进而提高成形件的性能。研究提出随动同步电感辅助直接激光沉积技术，建立了随动同步电感辅助直接激光沉积过程有限元分析模型，并证实模型的准确性。预测电感电流为0 A、9 A、12 A、15 A、18 A、21 A时，随动同步电感对于沉积过程热作用区、冷却速率、温度梯度以及固-液界面处生长速率的影响。计算结果表明，预热15 s后的温升速率趋近于0 K/s,且所能达到的最大温度与热作用区尺寸可分别近似为电流的一次与二次函数。由于电感的缓冷作用，熔池凝固后表面中心点处的温度随着电流的增大而增大，冷却速率与温度梯度则随着电流的增大而减小，其中当电流为21 A时，最大冷却速率减小了8%。随着电流的增大，熔池固-液界面处的最大温度梯度减小、平均生长速率增大，与电流分别成三次函数与一阶指数函数关系。