电磁辅助激光修复GH4169合金的组织和力学性能研究
发布时间：2022-01-07 06:39
本文利用电磁搅拌技术辅助激光修复试验,选取航空发动机材料镍基高温合金GH4169为实验修复基材,研究不同磁场工艺参数对GH4169合金激光修复的显微组织、析出强化相以及力学性能的影响。采用金相显微镜和扫描电子显微镜对不同磁场条件下激光修复GH4169镍基高温合金的显微组织进行观察分析;研究了旋转磁场主要参数磁场强度、磁场频率等对激光修复GH4169合金的元素偏析情况和迁移规律,获得磁场工艺参数对显微硬度和室温拉伸性能的影响。研究成果主要有:激光修复实验显示,电磁辅助的修复件表面未观察到明显的冶金缺陷,宏观形貌修复良好;伴随辅助磁场强度、磁场频率的增大,脆性相Laves相含量减少,显微偏析减弱;显微组织分析发现,外加磁场施加后原外延连续生长的柱状晶组织无明显改变,但柱状晶粒得到一定程度细化;电磁搅拌使得道间搭接区和道内区域的冶金缺陷减少。在磁场频率为100Hz,磁场强度为2.0T时,修复区显微组织形貌最佳,但伴随辅助磁场条件的进一步提高,磁场作用效果减弱。显微组织分析表明,随着磁场强度的增大,枝晶间的共晶Laves相由连续长条状变成不连续的蠕虫状,且Laves相体积分数逐渐减小,在磁场强...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梯形槽修复尺寸
硕士学位论文 第 2 章 电磁装置设计与实辅助激光修复装置的设计光修复 GH4169 镍基高温合金的试验是在西北工业大学凝固室完成的，选择的激光立体成形系统型号为 LSF-I，如图 2-2YLS-3000-CL 型 3KW 光纤激光器、四轴三联动数控机器人、路可调送粉器、侧向送粉喷嘴以及惰性气氛保护罩等组成。助装置由本人改良三相异步电机定子线圈，结合自行研制的电磁辅助装置主要包括旋转磁场发生装置、磁场电源控制器和支如图 2-3 所示。电磁辅助装置的工作原理：磁场电源控制器输，定子线圈内通入了三相对称电流(各相差 120°)，定子内将产而在熔融金属内产生感应电流，载流的粒子在旋转磁场下将产对激光修复过程中熔池进行旋转搅拌作用，从而起到电磁辅助(a) (b)
图 2-3 电磁辅助装置的实物图(a)电源控制装置；(b)定子线圈置的设计要求：能够实现对通入三相异步电机定子的电压/电制输出电压有效值在 5-150V 可调，精度在±0.1V；现对通入三相异步电机定子电流的频率单独控制。控制输出调，精度在±1Hz。控制原理工作框图如图 2-4 所示。输入 整流 滤波 功率逆变SPWM合成变压及滤波波形合成 PID 控制 测量反馈
【参考文献】：
期刊论文
[1]GH4169薄壁零件表面损伤的激光沉积修复试验研究[J]. 卞宏友,董文启,王世杰,曲伸,杨光,钦兰云,王维. 中国激光. 2016(10)
[2]激光修复GH4169镍基高温合金的高温拉伸性能[J]. 赵剑峰,成诚,谢得巧,肖猛. 中国激光. 2016(08)
[3]激光修复GH4169高温合金的组织与力学性能[J]. 张少平,隋尚,明宪良,陈静. 应用激光. 2015(03)
[4]光纤激光+MIG电弧复合热源焊接参数对6009铝合金焊缝表面成形的影响[J]. 张德芬,王同举,杨阳,李曾珍,谭盖,孙宇良. 热加工工艺. 2015(09)
[5]激光修复GH4169高温合金的持久断裂机制研究[J]. 明宪良,陈静,谭华,杨海欧,林鑫. 中国激光. 2015(04)
[6]电磁搅拌激光立体成形GH4169合金的组织和硬度分析[J]. 余小斌,刘奋成,林鑫,钱涛,夏薇. 应用激光. 2014(06)
[7]电磁场对Inconel 625合金凝固组织及力学性能的影响[J]. 贾鹏,王恩刚,鲁辉,赫冀成. 金属学报. 2013(12)
[8]激光修复GH4169镍基高温合金的弯曲性能[J]. 戚永爱,赵剑峰,谢德巧,李悦,沈理达,肖猛. 中国激光. 2013(11)
[9]我国高温合金的发展与创新[J]. 师昌绪,仲增墉. 金属学报. 2010(11)
[10]电磁搅拌对激光熔覆WC-Co基合金涂层的组织结构和硬度的影响及机理研究[J]. 余本海,胡雪惠,吴玉娥,杨东升. 中国激光. 2010(10)
博士论文
[1]钛合金激光沉积修复关键技术研究[D]. 钦兰云.沈阳工业大学 2014
[2]航空钛合金激光焊接全熔透稳定性及其焊接物理冶金研究[D]. 陈俐.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]旋转磁场辅助激光熔覆复合涂层的组织与性能[D]. 纪升伟.昆明理工大学 2012
[2]基于复合堆焊的激光熔覆修复技术的实验研究[D]. 高宾.上海交通大学 2010
[3]激光重熔修复镍基合金微裂纹应力应变场的数值模拟[D]. 田应涛.哈尔滨工业大学 2006
[4]航空发动机叶片铸造缺陷激光熔覆修复与熔覆过程的温度场数值模拟[D]. 李绍杰.贵州大学 2006
本文编号：3574024
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梯形槽修复尺寸
硕士学位论文 第 2 章 电磁装置设计与实辅助激光修复装置的设计光修复 GH4169 镍基高温合金的试验是在西北工业大学凝固室完成的，选择的激光立体成形系统型号为 LSF-I，如图 2-2YLS-3000-CL 型 3KW 光纤激光器、四轴三联动数控机器人、路可调送粉器、侧向送粉喷嘴以及惰性气氛保护罩等组成。助装置由本人改良三相异步电机定子线圈，结合自行研制的电磁辅助装置主要包括旋转磁场发生装置、磁场电源控制器和支如图 2-3 所示。电磁辅助装置的工作原理：磁场电源控制器输，定子线圈内通入了三相对称电流(各相差 120°)，定子内将产而在熔融金属内产生感应电流，载流的粒子在旋转磁场下将产对激光修复过程中熔池进行旋转搅拌作用，从而起到电磁辅助(a) (b)
图 2-3 电磁辅助装置的实物图(a)电源控制装置；(b)定子线圈置的设计要求：能够实现对通入三相异步电机定子的电压/电制输出电压有效值在 5-150V 可调，精度在±0.1V；现对通入三相异步电机定子电流的频率单独控制。控制输出调，精度在±1Hz。控制原理工作框图如图 2-4 所示。输入 整流 滤波 功率逆变SPWM合成变压及滤波波形合成 PID 控制 测量反馈
【参考文献】：
期刊论文
[1]GH4169薄壁零件表面损伤的激光沉积修复试验研究[J]. 卞宏友,董文启,王世杰,曲伸,杨光,钦兰云,王维. 中国激光. 2016(10)
[2]激光修复GH4169镍基高温合金的高温拉伸性能[J]. 赵剑峰,成诚,谢得巧,肖猛. 中国激光. 2016(08)
[3]激光修复GH4169高温合金的组织与力学性能[J]. 张少平,隋尚,明宪良,陈静. 应用激光. 2015(03)
[4]光纤激光+MIG电弧复合热源焊接参数对6009铝合金焊缝表面成形的影响[J]. 张德芬,王同举,杨阳,李曾珍,谭盖,孙宇良. 热加工工艺. 2015(09)
[5]激光修复GH4169高温合金的持久断裂机制研究[J]. 明宪良,陈静,谭华,杨海欧,林鑫. 中国激光. 2015(04)
[6]电磁搅拌激光立体成形GH4169合金的组织和硬度分析[J]. 余小斌,刘奋成,林鑫,钱涛,夏薇. 应用激光. 2014(06)
[7]电磁场对Inconel 625合金凝固组织及力学性能的影响[J]. 贾鹏,王恩刚,鲁辉,赫冀成. 金属学报. 2013(12)
[8]激光修复GH4169镍基高温合金的弯曲性能[J]. 戚永爱,赵剑峰,谢德巧,李悦,沈理达,肖猛. 中国激光. 2013(11)
[9]我国高温合金的发展与创新[J]. 师昌绪,仲增墉. 金属学报. 2010(11)
[10]电磁搅拌对激光熔覆WC-Co基合金涂层的组织结构和硬度的影响及机理研究[J]. 余本海,胡雪惠,吴玉娥,杨东升. 中国激光. 2010(10)
博士论文
[1]钛合金激光沉积修复关键技术研究[D]. 钦兰云.沈阳工业大学 2014
[2]航空钛合金激光焊接全熔透稳定性及其焊接物理冶金研究[D]. 陈俐.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]旋转磁场辅助激光熔覆复合涂层的组织与性能[D]. 纪升伟.昆明理工大学 2012
[2]基于复合堆焊的激光熔覆修复技术的实验研究[D]. 高宾.上海交通大学 2010
[3]激光重熔修复镍基合金微裂纹应力应变场的数值模拟[D]. 田应涛.哈尔滨工业大学 2006
[4]航空发动机叶片铸造缺陷激光熔覆修复与熔覆过程的温度场数值模拟[D]. 李绍杰.贵州大学 2006
本文编号：3574024
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