研究方向

3、先进连接及再制造技术

发布时间:2017-03-16 00:00:00 阅读量: 来源:  作者: 
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主要研究内容异种金属连接的物理冶金及界面行为,异种金属焊接结构的服役行为及可靠性评价,先进异种金属连接技术与装备。

研究成果:

异种金属摩擦焊接技术研究

完成了搅拌摩擦焊机功率实时监测及自动控制系统和温度检测系统;建立了铝合金搅拌摩擦焊过程瞬态温度场模型;镁-铝、镁-钢异种金属之间搅拌磨擦焊研究课题得到了美国通用汽车公司的资助,获得美国通用汽车公司合作项目、国家自然科学基金资助。

● Pulsed DE-GMAW异种金属连接机理

首次提出了Pulsed DE-GMAW方法及原理;采用该方法得到了机械性能优良的铝钢异种金属接头;分析了铝-钢异种金属电弧熔钎焊的物理冶金机理;模拟研究了铝-钢接头的界面行为及晶粒生长过程。在焊接领域的顶尖杂志 Welding Journal等杂志发表论文30余篇,其中SCI检索6篇,EI检索19篇。

铝钢异种金属接头界面区行为的数值模拟

基于蒙特卡罗模型,提出了采用双层网格的晶粒生长模型;建立了晶体从形核到长大的连续蒙特卡罗生长模型;引入元胞自动机思想,对铝钢异种金属接头界面区金属间化合物的生长过程与组织形态进行了模拟研究。首次提出了铝钢异种金属接头界面区金属间化合物的生长模型,并模拟    了连续状态下不同金属间化合物的生长过程、分布与组织形态。

异种金属冷金属过渡焊接性研究

对熔点相差较大,无固溶体也不能形成金属间化合物的镁—钢连接,对焊丝成分以及钢板镀层处理可以使两者形成较好的焊接接头;对熔点相差较大,有一定互溶度和形成金属间化合物的钢-铝异种金属,针对结合需要金属间化合物生成,而生成量又不能太多的关键问题,通过进行焊接热输入的控制使得接头有好的连接,接头性能均能达到使用要求。在焊接领域的顶尖杂志 Welding Journal, Science and Technology of Welding and Joining, Journal of Materials Processing Technology 以及材料类期刊 Materials Science and Engineering A发表论文5篇。

异种金属预置粉末激光熔钎焊研究

发明了一种可以显著提高激光的吸收率,增加液态铝在钢 侧的润湿铺展,提高焊接稳定性和改善焊缝成型的填充粉末;采用激光熔钎焊方法实现了铝合金和镀锌钢的优质连接,最大抗拉强度达到铝母材的95.41%;研究了在激光熔钎焊下拼焊板的残余应力分布和变形特点;研究了接头组织及化合物的分布。在国内外期刊发表论文7篇,其中SCI收录1篇,EI收录6篇,申请发明专利1项。

脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊技术

利用脉冲旁路电弧与脉冲MIG主弧形成耦合电弧并产生电磁、热和力之间的相互作用,可以通过参数控制技术在保持母材热输入不变、熔滴过渡稳定的情况下调整熔滴的热量输入及焊接温度场的分布以达到最佳浸润及抑制金属间化合物生长的目的,实现轻金属与钢及轻金属之间的有效连接。技术特点:能实现铝—钢、镁—钢、镁—铝等异种金属之间的有效连接,焊后力学性能满足工程应用要求,焊接速度比其它方法可提高3倍,焊接时熔滴自由过渡、无飞溅、焊缝成形美观,成本更低。

铝合金剪裁板的激光拼焊工艺

采用CO2激光器,在添加粉末的情况下,对铝合金5A02、5A06不等厚板进行激光拼焊,研究了焊接参数对焊缝成型性能的影响;并研究了拼焊板接头的力学性能、微观组织及硬度变化。在比较宽的参数范围内,可以得到成型良好、力学性能合格的焊缝,成功解决了铝合金剪裁板的激光拼焊工艺难题。