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阀芯零件激光再制造工艺方法及试验研究 被引量：3
1
作者 舒林森 巩江涛 +2 位作者 董月 苏成明 王昕 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期446-453,共8页
为了实现损伤阀芯零件的高质量修复,提出了一种基于几何重构与路径位姿规划的阀芯再制造工艺方法。引入再制造边界预制原则对阀芯损伤部位进行预处理设计并制定其实施步骤,基于NURBS理论实现了再制造边界曲面及待修复阀芯模型的高精度重... 为了实现损伤阀芯零件的高质量修复,提出了一种基于几何重构与路径位姿规划的阀芯再制造工艺方法。引入再制造边界预制原则对阀芯损伤部位进行预处理设计并制定其实施步骤,基于NURBS理论实现了再制造边界曲面及待修复阀芯模型的高精度重构;采用等距截平面法生成再制造工艺路径,根据直线逼近和误差控制原理计算了各插补点坐标,并将光斑面积与插补点姿态相结合确定激光喷头动态位姿;运用ABB机器人系统进行路径与位姿校验并导出代码进行了阀芯再制造实践。结果表明:所提方法中规划路径及位姿能够有效跟随阀芯再制造边界曲面进行熔覆,形成了无气孔、无裂纹的致密涂层,涂层晶粒尺寸和平均硬度分别为14~54μm和573.6HV0.5±51.8HV0.5,耐冲蚀腐蚀性能提高了30.8%,满足阀芯再制造要求。 展开更多
关键词 阀芯 再制造 几何重构 加工路径 位姿 性能
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不同送料工艺对液压支架激光熔覆再制造的影响 被引量：5
2
作者 曹鹏 雷高峰 +4 位作者 苏成明 舒林森 石舒婷 贾北北 田伟红 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期424-427,432,共5页
液压支架是煤矿综采系统中的重要设备,环境的复杂性和特殊性对液压支架的使用寿命和性能造成严重威胁,为了提高液压支架立柱的耐磨蚀性能,采用激光熔覆技术对立柱表面进行修复强化处理。本文采用同轴送粉、旁轴送粉和丝材熔覆三种送料工... 液压支架是煤矿综采系统中的重要设备,环境的复杂性和特殊性对液压支架的使用寿命和性能造成严重威胁,为了提高液压支架立柱的耐磨蚀性能,采用激光熔覆技术对立柱表面进行修复强化处理。本文采用同轴送粉、旁轴送粉和丝材熔覆三种送料工艺,在液压支架立柱表面制备单层和多层的熔覆涂层。对不同送料工艺对应熔覆层力学性能进行分析研究,发现试件的表面硬度大小顺序为:同轴送粉试件>旁轴送粉试件>丝材熔覆试件,并且同轴送粉、旁轴送粉、丝材熔覆获得的涂层硬度分别是基材的2.3倍、2.2倍及2.1倍。使用同轴送粉、旁轴送粉和丝材熔覆技术,均可在柱状27SiMn钢表面得到性能优异的不锈钢熔覆层。通过对三种不同送料工艺下熔覆层进行分析研究,发现同等加工参数下,丝材激光熔覆的综合性能优于粉末激光熔覆,并且在进行大型承载设备修复时,丝材激光熔覆的材料利用率更高。 展开更多
关键词 激光熔覆 同轴送粉 丝材熔覆 力学性能
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液压支架缸体环焊缝缺陷超声相控阵检测方法研究
3
作者 董明 万回回 +3 位作者 孙思雅 苏成明 王昕 韩磊 《煤炭工程》 北大核心 2023年第11期154-159,共6页
针对液压缸长期在重载和交变载荷下运行,极易产生各种疲劳损伤,严重时引起缸体焊缝开裂,甚至引发爆缸的问题,对液压支架缸体焊缝检测方法进行了研究。由于焊缝表面不平整,声波垂直入射耦合效果差,将换能器安装在楔块上使得声波斜入射对... 针对液压缸长期在重载和交变载荷下运行,极易产生各种疲劳损伤,严重时引起缸体焊缝开裂,甚至引发爆缸的问题,对液压支架缸体焊缝检测方法进行了研究。由于焊缝表面不平整,声波垂直入射耦合效果差,将换能器安装在楔块上使得声波斜入射对焊缝进行检测。根据射线声学理论和Snell原理,确定超声波在楔块和工件中的传播路径,得到了楔块条件下超声相控阵延时法则计算公式。对楔块条件下单阵元空间脉冲响应进行延时叠加,得到了超声相控阵的空间声压模型,仿真得到了不同偏转角度时的声轴线声压,分析了在不同偏转角度下超声相控阵换能器辐射声场的特性。对含人工缺陷的焊缝试块进行相控阵实验,能发现不同位置的缺陷,对ZY9200/25/50D型液压支架缸体环焊缝进行现场检测,从相控阵图像上可以直接得到缺陷的位置和尺寸,通过声场仿真可为制定相控阵检测工艺参数提供指导。 展开更多
关键词 液压支架 超声相控阵检测 声场仿真 空间脉冲响应
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17-4PH不锈钢激光熔覆镍基碳化钨涂层数值模拟研究
4
作者 胡保珠 杜小妮 +3 位作者 曹鹏 苏成明 王彦涛 张少雄 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S02期492-496,共5页
采用双椭球热源,综合考虑了热传导、热对流、粉光相互影响、金属相变、凝固的相互作用,基于随温度变化的热物性参数,建立了17-4PH基体激光熔覆镍基碳化钨粉末的三维温度场流场数值模型,模拟不同激光功率和熔覆速度对温度场流场的影响,... 采用双椭球热源,综合考虑了热传导、热对流、粉光相互影响、金属相变、凝固的相互作用,基于随温度变化的热物性参数,建立了17-4PH基体激光熔覆镍基碳化钨粉末的三维温度场流场数值模型,模拟不同激光功率和熔覆速度对温度场流场的影响,计算得出了熔覆过程温度场、速度场的瞬时变化规律。结果表明,随着激光功率的增加,熔池温度的峰值从1 850 K增加到2 210 K,熔池流速峰值从0.12 m/s增加到0.13 m/s。随着熔覆速度增加,熔覆层温度分布变化不大,但熔覆层厚度由649.117μm减小到313.759μm。研究结果为不锈钢激光熔覆镍基碳化钨成型提供相关理论依据。 展开更多
关键词 激光熔覆 17-4PH 数值模拟 MARANGONI效应
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阀杆失效分析及其表面激光熔覆修复
5
作者 郭毅军 雷自成 +3 位作者 关永康 张书军 李洁 李世亮 《电焊机》 2024年第4期43-49,共7页
针对桑树坪二号井煤矿瓦斯抽放系统三偏心蝶阀阀杆和排水系统闸阀阀杆的失效问题进行系统分析,确定主要失效原因是H_(2)S、CO_(2)、SO_(2)等介质的均匀腐蚀。为了提高阀杆的耐蚀性能,提出了其表面激光熔覆Inconel 625合金(粉末和丝材)... 针对桑树坪二号井煤矿瓦斯抽放系统三偏心蝶阀阀杆和排水系统闸阀阀杆的失效问题进行系统分析,确定主要失效原因是H_(2)S、CO_(2)、SO_(2)等介质的均匀腐蚀。为了提高阀杆的耐蚀性能,提出了其表面激光熔覆Inconel 625合金(粉末和丝材)的修复方案。对激光熔覆层进行系统的显微组织观察、化学成分测试、显微硬度测试和电化学测试,评估其可靠性。结果表明:Inconel 625丝材和粉末熔覆层组织分布类似,熔覆层组织结构均为树枝晶,与基体结合良好,未见裂纹和气孔缺陷;熔覆层中枝晶间区域Cr含量高于枝晶内区域,枝晶间均存在富Nb析出相;熔覆层整体元素分布较均匀,在界面处Ni、Cr、Fe、Mo、Nb等主要元素与母材之间呈现过渡分布;Inconel 625熔覆层的硬度略高于母材,且自腐蚀电位高于母材,熔覆层自腐蚀电流密度Icorr(8.62×10^(-7)A/cm^(2))低于母材(8.23×10^(-6)A/cm^(2)),经等效电路拟合后得到Inconel 625熔覆层电荷转移电阻为9.9×10^(4)Ω·cm^(2),远高于母材的2.6×10^(3)Ω·cm^(2),表明熔覆层的耐蚀性优于基体。上述修复后的阀杆结构在煤矿中服役6个月未发生腐蚀失效,仍正常运行,而未处理的阀杆结构服役1个月就发生腐蚀失效,说明Inconel 625熔覆层对阀杆材料有较好的保护作用。 展开更多
关键词 Inconel 625合金 激光熔覆 失效分析 阀杆 耐腐蚀性能
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采煤机惰轮轴裂纹超声检测与定量评价方法
6
作者 董明 于祥军 +2 位作者 马宏伟 苏成明 王昕 《煤炭工程》 北大核心 2022年第10期146-150,共5页
采煤机惰轮轴长期在重载和交变载荷作用下运行,极易在轴肩根部产生裂纹,影响结构的完整性。为了对惰轮轴根部裂纹进行定量分析,建立惰轮轴超声检测二维有限元模型,研究超声波在惰轮轴中的传播过程及其与缺陷相互作用规律。搭建超声检测... 采煤机惰轮轴长期在重载和交变载荷作用下运行,极易在轴肩根部产生裂纹,影响结构的完整性。为了对惰轮轴根部裂纹进行定量分析,建立惰轮轴超声检测二维有限元模型,研究超声波在惰轮轴中的传播过程及其与缺陷相互作用规律。搭建超声检测实验平台,验证了有限元数值模型的正确性。分析了不同深度裂纹回波的时域波形和频谱幅值的变化规律,结果表明,幅值随着裂纹深度的增大而增大,带宽随着裂纹深度增大而变宽,采用最小二乘法对频谱幅值进行拟合,得到频谱幅值和裂纹深度的拟合函数,实现轴肩根部裂纹深度的定量分析。最后,制作了惰轮轴试块,开展不同深度裂纹的超声检测实验,验证了拟合函数的正确性。 展开更多
关键词 惰轮轴 超声检测 数值模型 定量分析
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空间脉冲响应和有限元混合的超声回波建模方法
7
作者 董明 于祥军 +4 位作者 马宏伟 陈渊 曹现刚 万翔 王昕 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期996-1003,共8页
针对数值仿真计算效率低的问题,提出了空间脉冲响应法和有限元法相混合的建模方法,只对缺陷周围的局部区域进行网格划分,用有限元计算超声波与缺陷的相互作用,用空间脉冲响应法计算超声波的向前传播和向后反射,该方法既可以模拟超声波... 针对数值仿真计算效率低的问题,提出了空间脉冲响应法和有限元法相混合的建模方法,只对缺陷周围的局部区域进行网格划分,用有限元计算超声波与缺陷的相互作用,用空间脉冲响应法计算超声波的向前传播和向后反射,该方法既可以模拟超声波与复杂缺陷的相互作用,保证了计算精度,又极大提高了计算效率。分别利用混合方法和数值方法建立了平底孔回波模型,得到了平底孔的反射回波,两者波形吻合较好,验证了模型的有效性。平底孔混合模型仿真用时是数值模型的5.9%,计算效率提升明显。建立了惰轮轴轴肩根部不同深度裂纹的混合模型,得到了反射回波,轴肩回波和裂纹回波混叠在一起难以从时域上区分,但随着裂纹深度的增加回波幅值也随之增大,可根据回波幅值的变化情况对根部裂纹的深度进行定量评价。 展开更多
关键词 超声回波 缺陷 有限元 空间脉冲响应
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金属玻璃变形能力影响因素及提高途径
8
作者 杨森 曹鹏 +1 位作者 雷高锋 张群兵 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1-10,共10页
金属玻璃具有优异的力学、物理、生物和化学性能以及良好的耐磨损、耐腐蚀性能等,因此其在工程和功能材料领域有广阔的应用前景。基于高度局域化的剪切带变形模式,金属玻璃在室温条件下呈现脆性特征和应变软化等问题限制了其应用潜力。... 金属玻璃具有优异的力学、物理、生物和化学性能以及良好的耐磨损、耐腐蚀性能等,因此其在工程和功能材料领域有广阔的应用前景。基于高度局域化的剪切带变形模式,金属玻璃在室温条件下呈现脆性特征和应变软化等问题限制了其应用潜力。改善和提高金属玻璃的力学性能,可通过改变金属玻璃变形能力的影响因素来实现。采用不同制备工艺、试验条件及后续处理工艺能够在一定程度上提高金属玻璃变形能力。因此,系统介绍金属玻璃变形能力影响因素以及如何通过调整这些影响因素来提高金属玻璃变形能力至关重要。本文综述了影响金属玻璃变形能力的内、外在因素,并重点评述了金属玻璃变形能力提高的主要途径。最后,对金属玻璃的改性途径进行了简单总结,并对该领域需要进一步研究的若干问题进行了展望。 展开更多
关键词 金属玻璃 变形能力 塑性 影响因素 性能
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