AZ91D 镁合金表面激光熔覆 Al-Cu 合金的温度场模拟与验证

目的确定AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu合金的最佳工艺参数。方法利用有限元软件ANSYS建立移动高斯热源作用下的温度场三维模型,对不同参数下激光熔覆过程中的温度场进行动态模拟,确定工艺参数。结果熔池中心的温度随着激光功率的增大而增大,随着热源移动速度和光斑直径的增大而减小。温度过高时,熔覆层下塌且内部出现裂纹;温度过低时,熔覆层上有大量的金属颗粒且内部含有夹杂物。结论当功率为240 W、扫描速度为2.5 mm/s、光斑直径为0.6 mm时,熔池中心的温度约为1100℃,熔覆层与基体接触面的温度约为700℃。在此参数下得到了表面成形光滑且与基体结合紧密的致密熔覆层。     

La2O3对AZ91D镁合金表面激光熔覆Al-Cu涂层的影响

试验采用Nd:YAG 激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆不同La2O3含量的Al-Cu涂层,借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计和滑动磨损试验机,分析稀土对熔覆层表面形貌、显微组织、物相结构、显微硬度和耐磨性能的影响。研究结果表明：稀土氧化物La2O3在Al-Cu涂层中能够细化晶粒,改善熔覆层的质量,并生成稀土化合物Mg17La2和LaAl3;当添加质量分数为1.2%的La2O3时,熔覆层组织均匀,晶粒细小,显微硬度最高;添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数比镁基体和未添加La2O3的熔覆层的平均摩擦因数小,说明稀土氧化物能够减小熔覆层的摩擦因数,提高涂层的耐磨性。     

盘球立管结构抑制涡激振动的数值分析方法研究

海洋平台立管因环境载荷作用而引起的涡激振动是影响其结构安全的关键因素之一。文章研究了抑制海洋立管涡激振动的方法,结合被动控制法,利用突出立管表面设计,提出并设计了一种盘球立管结构。数值模拟方法的计算结果表明,此种结构可扰乱立管附近流场,破环漩涡的形成,有效抑制立管结构涡激振动,具有较强的实际应用价值。     

熔覆材料与工艺参数对镁合金激光熔覆层缺陷的影响

镁合金激光熔覆层存在着大量的结构缺陷,这些缺陷制约着熔覆层的使用性能。为获得缺陷少的熔覆层,采用不同工艺参数在镁合金表面分别制备Cu-Ni涂层和Al-Cu涂层。本文主要利用金相显微镜观测方法,探究了激光熔覆材料、功率和扫描速度对缺陷的影响。通过分析缺陷形成机理,提出防治方法。结果表明,Al-Cu系熔覆层比Cu-Ni系熔覆层表面平整,内部结构缺陷少;当电流为130 A,扫描速度为1.5 mm/s时,熔覆层表面平整,内部缺陷少。因此,采用匹配的熔覆材料和优化工艺参数可以减少缺陷。