摘要:电弧增材制造 (WAAM) 是一种基于气体保护金属电弧焊的增材制造工艺。它允许通过控制焊珠的沉积和堆叠来制造大体积金属部件。除了近净成形的金属部件制造外,WAAM 还应用于结构部件(例如壳体几何形状)的局部加固。然而,此过程可能会导致不希望的热诱导变形。在这项工作中,通过实验和瞬态热机械有限元模拟研究了半圆柱壳体几何形状的 WAAM 加固引起的变形。在实验中,将焊珠施加到样品上,同时使用热电偶测量其热历史。使用位移传感器记录正在发生的变形。实验数据用于校准和验证模拟。使用经过验证的模型,可以预测样品的温度场和变形。随后,使用模拟来评估不同的沉积模式和壳体厚度与由此产生的部件变形之间的关系。调查显示,壳体厚度与变形之间存在非线性关系。此外,焊道的方向和顺序对变形的形成有显著影响。然而,这些影响随着壳体厚度的增加而减弱。
摘要:要增加制造吞吐量并降低硅光子包装的成本,需要采取耐受的方法来简化纤维到芯片耦合的过程。在这里,我们通过单层在芯片的背面单层整合微液体来证明硅光子光子学的扩展耐亮束背面耦合界面(在O波段中)。从通过散装硅底物的Te模式光栅扩展衍射的光束后,将横梁准直借助微粒,从而提高了对侧向和纵向错位的偶联耐受性。在1310 nm的波长下,证明了膨胀的梁直径为32 µm,横向A±7 µm和A±0.6°角纤维1-DB对齐耐受性。另外,当从微丝耦合到热膨胀的核心单模纤维中时,将获得耦合效率0.2 dB的纵向比对耐受性。
* 通讯作者:ivan.bunaziv@ntnu.no 摘要 近年来,激光电弧混合焊接 (LAHW) 在造船和石油天然气工业中的应用越来越广泛。与传统的电弧焊接工艺相比,它具有许多优势,因此广受欢迎。激光束源可用于实现更高的穿透深度。通过电弧源将填充焊丝添加到工艺区域,可以提高机械性能,例如在低温下具有更高的韧性。因此,LAHW 是一种有前途的低温服务工艺。由于深而窄的接头中整个焊缝金属中填充焊丝分布不均匀,导致工艺稳定性和机械性能下降,因此 LAHW 的适用性受到关注。这会导致焊缝根部的机械性能下降以及凝固裂纹问题。根部的快速冷却速度会产生硬而脆的微观成分,从而降低低温韧性。数值模拟和实验观察表明,增加激光束的热输入是降低冷却速度的有效方法,例如也可以通过预热来实现。关键词:激光束;复合焊接;微观组织;韧性;数值模拟 1. 引言
本报告是作为美国政府机构赞助的工作的记录而编写的。美国政府及其任何机构或其任何雇员均不对所披露的任何信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或实用性做任何明示或暗示的保证,也不承担任何法律责任或义务,也不表示其使用不会侵犯私有权利。本文中以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构对其的认可、推荐或支持。本文中表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
最小背景电流 电弧阳极加热系数 电阻加热系数 气体直径 喷嘴熔融金属直径 桥接电流脉冲频率 推力 电弧能量 热输入 短路能量 电流 电弧期间的电流 背景电流 峰值电流 短路期间的电流 恒定焊丝拉伸压力 电弧功率 雷诺数 焊丝电极横截面积 接触面积 时间 电流脉冲周期 电弧时间 背景电流持续时间 熔滴分离时间 峰值电流持续时间 短路时间 焊接电压 电弧期间的电压
标准电缆入口位于后底部。但是,如果需要电缆,入口可以从上方,但面板的深度会增加。如果不首先满足配电板的安全联锁程序,则无法进入此隔间。此隔间内还设有: ・ 接地开关 ・ 零相电流互感器 ・ 浪涌抑制器 ・ 电压和电流互感器
本文研究了两种不同的沉积策略(振荡和平行道次)对丝材+电弧增材制造的 Ti-6Al-4V 合金在成品状态下的拉伸和高周疲劳性能的影响。在振荡构建中,等离子炬和送丝器在壁厚方向上连续振荡。相反,在平行道次构建中,沿壁长相同方向连续沉积四个单层。测试样本相对于沉积层以水平和垂直方向制造。与平行道次构建相比,振荡构建由于其较粗的转变微观结构而具有较低的静态强度。然而,伸长率值相似。柱状初生 β 晶粒的存在导致各向异性的伸长率值。载荷轴平行于初生 β 晶粒的垂直样品的伸长率比水平样品高 40%。疲劳强度与其锻造对应物相当,并且高于典型的铸造材料。在 10 7 次循环中,振荡构建垂直样品和平行道次构建在两个方向上的疲劳强度都达到了 600 MPa。只有振荡构建水平样品的疲劳强度较低,为 500 MPa。断口分析表明,大多数样品(约 70%)的裂纹源于孔隙,约 20% 的样品的裂纹源于微观结构特征,其余样品没有失效(在 10 7 次循环时出现跳动)。
摘要:热锻模具受到周期性热应力作用,经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本,提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验,对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明,梯度添加剂层及其界面无缺陷,梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加,在100 HV范围内形成三级梯度变化,3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ,冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂,梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加,韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用,平均寿命提高了37.5%,为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。
摘要 线材和电弧增材制造 (WAAM) 是一种增材制造 (AM) 工艺,可以生产大型金属部件,材料浪费少,生产率高。然而,WAAM 的高沉积率需要高热量输入,这可能导致孔隙、裂纹、未熔合或变形等潜在缺陷。为了在工业环境中实际实施 WAAM 工艺,必须确保无缺陷生产。然而,使用传统 NDT 技术(例如超声波、涡流、X 射线)进行 NDT 检测是一项非常艰巨的任务,尤其是在零件生产过程中。因此,需要可靠的在线 NDT 检测和监测技术来推广 WAAM 的工业应用。这项工作的目的是使用频率带宽为 10 至 1MHz 的现场采集声学数据来检测 WAAM 生产零件上的缺陷形成。WAAM 零件经过故意引入污染物的处理,同时获取其声学信号以将不同的信号特征与缺陷关联起来。为了识别缺陷形成,使用了两种不同类型的麦克风从同一沉积过程中获取数据。信号处理包括应用时域和频域技术,即功率谱密度和短时傅立叶变换。获得的声学特征可以区分有缺陷和无缺陷的信号,并确定污染物的空间位置。获取的声学信号还表明,传统麦克风获取的数据不足以完全表征 WAAM 工艺发出的声谱。这项工作展示了声学数据和信号处理在 WAAM 生产部件的在线检查中的潜力。关键词:WAAM、声学、傅里叶变换、光学麦克风、STFT
伦敦,HA7 4LP,英国 摘要 采用多丝电弧增材制造 (MWAAM) 成功制备了 TC4/NiTi 多材料结构件。本文展示了仿生梯度夹层构建策略下 TC4/NiTi 多材料结构件的界面特征和力学性能。结果表明,获得了极限抗压强度为 (1533.33±26 MPa) 的 MWAAM TC4/NiTi 梯度异质合金。优异的压缩行为主要归因于梯度区的良好过渡,EBSD 分析表明梯度区的晶粒尺寸细小,差异施密特因子值较小。随着 NiTi 含量的增加,从 TC4 区到 NiTi 区的相组成依次演变为:α-Ti + β-Ti → α-Ti + NiTi 2 → NiTi 2 → NiTi 2 + NiTi → NiTi + Ni 3 Ti。梯度异质合金的显微硬度范围为310±8~230±11 HV,其中区域B处硬度最高,为669.6±12 HV,这是由于NiTi 2 强化相的析出所致;试样的极限断裂应力为1533.33±26 MPa,应变为28.3±6%;在10次加载/卸载循环压缩试验过程中,MWAAM TC4/NiTi梯度异质合金的不可回复应变逐渐趋近于2.75%。