摘要。在金属材料的定向能量沉积 (DED) 工艺中,线激光增材制造 (WLAM) 的特点是使用激光束熔化金属线并产生焊珠。重叠焊珠的连续沉积产生体积以获得零件。因此,控制焊珠的几何形状对于增材制造工艺至关重要。一些研究工作已经研究了这些几何形状以及主要制造参数对其尺寸的影响,但很少有研究进料方向或线角度的影响。此外,所有关于线角度的研究都是在横向进料和恒定激光方向下进行的。本文重点研究了同轴线进料的沉积头方向对焊珠几何形状的影响,其中有 3 束激光。以相对于水平基板的不同方向进行实验,并使用光学仪器测量外部轮廓,以提取平均轮廓和特征尺寸。结果表明,头部绕其轴线旋转和横向倾斜会影响焊珠的高度、宽度和不对称性。
摘要:同轴丝材激光金属沉积是一种多功能、高效的增材工艺,可在复杂结构的制造中实现高沉积速率。本文研究了三光束同轴丝材系统,特别关注了沉积高度和激光散焦对所得珠子几何形状的影响。随着沉积间隔距离的变化,工件照明比例也会发生变化,该比例描述了直接进入原料丝材和基材的能量比。在不同的散焦水平和沉积速率下沉积单个钛珠,并测量和分析珠子的纵横比。在实验设置中,发现散焦水平和沉积速率对所得珠子的纵横比有显著影响。随着离光束会聚平面的散焦水平增加,光斑尺寸增加,沉积轨道更宽更平。工艺参数可用于将沉积材料调整到所需的纵横比。在同轴丝材沉积中,散焦为丝材和基材之间的热量分布提供了一种调节机制,对所得沉积物有重要影响。
无铅技术之后,功率 MOSFET 器件焊料连接中预存空洞一直是一个热门话题。先前的研究通常通过使用模拟分析故意产生过多空洞来检查具有制造诱导空洞的焊料的机械性能,而没有或缺乏实验结果。由于意见相左和实验证据不足,IEC 61191-2、J-STD-001G 和 IPC-A-610G 等电子组装标准均未涵盖空洞。在此背景下,需要全面的实验结果来验证模拟结果并协助制定标准。为解决这一关键问题,我们选择了具有不同位置、大小和图案的预存空洞且空洞百分比几乎相同(30 – 33%)的硅基功率 MOSFET 封装。对功率 MOSFET 测试样品在不同应力水平下进行基于功率循环的加速退化测试,并在特定时间间隔监测焊料退化的位置和速率。我们发现,焊料寿命中分散的小空洞是有用的,但空洞群会加速损坏的蔓延。相反,边缘处的分散大空洞会引发焊料损坏,缩短焊料寿命。我们的实验调查结果表明,在制定焊料空洞检查标准时,应考虑预先存在的空洞的位置、大小和图案。这将提高功率器件对最终用户电源和控制的可靠性。
在本研究中,使用4043 MIG填充线(WAAM)制造了300 x 200 x 20 mm 3的矩形平板300 x 200 x 20 mm 3。研究了焊接电流(热输入)对4043 WAAM合金的焊缝微结构和机械性能的影响。通过将焊接电流从140到160 a改变,以使其他焊接参数从140 a变化为恒定值。实验发现表明,所有焊接接头都是无缺陷的,并且焊接的强度降低了焊接电流的增加。在较低的热输入(140a)焊接接头的情况下,达到了120 MPa的最高关节强度(占基本WAAM强度的119%)。显着的强度是由于存在更精致的e术树突微观结构和融合边界尺寸较小的原因。焊接接头的韧性分别为低,中和高热量输入的10、11和12焦耳。焊接接头的韧性显示出焊接电流增加的趋势增加。更多的焊接接头软化导致了更高的延展性和韧性。蚀腐蚀研究的结果表明,由于Al基质中存在更多的Si,总体而言,在所有焊接接头中都实现了更好和类似的腐蚀行为。焊接微结构中的热输入和谷物变高的差异归因于焊接接头腐蚀性的变化。但是,焊接接头的耐腐蚀性在行业标准的可接受极限之内。
摘要 尽管空洞的存在及其对焊点可靠性的影响一直是人们讨论的话题,但其存在与否以及空洞对焊点可靠性的影响一直存在争议。在本文中,我们重新回顾了以前关于各种空洞类型、其起源及其对焊点热机械性能的影响的研究。我们重点研究由焊膏和合金特性导致的宏观空洞、金属间微空洞和收缩空洞。我们将文献结果与我们自己的实验数据进行比较,并使用疲劳裂纹萌生和扩展理论来支持我们的发现。通过一系列示例,我们表明宏观空洞的大小和位置并不是影响焊点机械和热疲劳寿命的主要因素。事实上,我们观察到,当这些空洞面积符合 IPC-A-610(D 或 F)或 IPC-7095A 标准时,宏观空洞对热循环或跌落冲击性能没有任何显著影响。
本研究考察了孔隙度对髋臼钢焊接件抗疲劳性的影响。进行了文献综述以确定控制含孔隙焊缝疲劳寿命的参数。开发了一个预测模型,结合这些参数来考虑疲劳的开始和扩展。使用该模型检查了四种类型的孔隙度:单孔隙度、均匀孔隙度、共线孔隙度和簇孔隙度。研究并讨论了模型对参数(板厚、应力比、残余应力、孔隙大小和孔隙类型)的敏感性。从 SL-7 负载历史数据开发了可变幅度负载历史,并用于预测实际使用寿命。这项研究的主要结论是,如果焊缝增强层保持完整,那么焊缝中的孔隙度无关紧要。如果去除增强层,孔隙度的类型和大小将控制疲劳寿命。当受到服务清单的影响时,预计焊缝在任何正常设计寿命内都不会失效。最后,结果与美国船级社的船体焊缝无损检测规则相关。从保守的角度来看,该规范是保守的。