摘要：超声点焊(ultrasonic spot welding,USW)作为一种低温、低能耗和高效率的固相连接技术,能够实现传统焊接方法难以完成的Al、Cu、Ti等同种及异种金属的连接,具有广阔的应用前景。接头强度是评估USW焊接质量的重要指标之一,其影响因素众多且相互之间的作用较为复杂。本文围绕USW工艺设计和接头强度的内在联系,从声级尖端设计、材料预处理、焊接参数、中间层金属添加和复合焊接等五方面介绍了优化接头强度的研究进展,并展望了研究方向,以期为进一步提高接头强度提供可行思路。

摘要：以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、铝合金Al5052为研究对象,采用黏结剂与热压键合相结合的方法,分别进行了PMMA-PS、PMMA-Al5052异种键合正交实验。旨在探讨键合层厚度及表观形貌的变化规律,研究键合温度、压力和时间对异种键合强度的影响。结果表明:键合层厚度随温度和压力的增大而减小,而时间对键合层厚度无明显影响;聚酰亚胺(PI)辅助PMMA-PS和PMMA-Al5052的键合强度受时间影响最大,温度次之,压力最小;而溶解PMMA粉末的丙酮溶液[丙酮溶液(PMMA)]辅助PMMA-Al5052的键合强度受压力影响最大,温度次之,时间最小;同参数下PMMA-PS的键合强度远高于PMMA-Al5052。分别确立了异种键合的最优参数并得到了对应的键合强度:PI辅助PMMA-PS键合的最优参数为105℃,50 min,2.5 MPa,对应键合强度0.87 MPa;PI辅助PMMA-Al5052键合的最优参数为110℃,50 min,1.25 MPa,对应键合强度0.21 MPa;丙酮溶液(PMMA)辅助PMMA-Al5052键合的最优参数为110℃,2.5 MPa,20 min,对应键合强度0.41 MPa,均高于正交实验设计方案中的所有结果。参数一定时,PMMA-PS的键合强度远高于PMMA-Al5052的键合强度。采用丙酮溶液(PMMA)辅助键合PMMA-Al5052时,键合强度高于PI辅助的键合强度。

摘要：为了更好地评估旋转法兰在高温、高压下的工作状态,在现有压力级别(300~900磅)旋转法兰的基础上,对1 500磅和2 500磅旋转法兰进行结构设计和建模,并对模型强度和刚度进行校核,同时采用ABAQUS软件进行有限元静态力学分析。结果表明:各公称直径下旋转法兰的计算应力均小于许用应力,刚度满足使用要求;压力等级和法兰尺寸对旋转法兰应力分布存在一定影响,1 500磅旋转法兰存在芯套小端高颈以及垫片与法兰盘相接触2个应力集中区域,2 500磅旋转法兰除上述2个应力集中区域外,其芯套台阶处也会产生应力集中;最大应力均出现在芯套小端高颈处,且最大应力小于材料许用应力,设计的高磅级旋转法兰满足使用要求。研究结果进一步丰富了2 500磅旋转法兰结构设计案例,可为高磅级旋转法兰结构设计提供参考。

摘要：为满足某多孔板的大批量生产需求,通过分析其成形工艺,确定采用多工位级进模的生产方式。根据制件尺寸大、孔型多的特点,设计了间歇冲裁排样和凸、凹模排布顺序。首先,不同位置的冲裁凸、凹模的工作状态不同,经11个工步完成孔冲裁,材料利用率达88.5%。其次,部分孔采用机械式间歇机构进行冲裁,间歇处设置凸轮结构,在模具开合动作下,通过棘爪拉杆和棘轮配合带动凸轮旋转,凸轮偏心运动引起滑板移动,使凸、凹模处于合理状态,实现了部分孔冲裁次数与压力机行程次数不同。最后,模具采用浮动导料销导料和导正销定位,利用滚动式导柱导套导向,使该模具能够冲制出满足工业要求的制件。

摘要：为满足固定支座精度高、批量大的生产需求,对其进行工艺分析后确定采用多工位级进模生产,并选择了53°斜排的排样方案,包括6个冲裁、1个弯曲、1个空工位和1个切断工位。根据排样进行了模具设计:采用向上弯曲,并降低浮料高度;弯曲凸模安装在卸料板上,设计浮料钉保证弯曲的稳定性;对细小凸模设计保护套,提高凸模强度;易磨损凸模采用快换式设计,凹模采用镶块设计,便于加工和更换;采用滚动式导柱导套对正模具间隙,保证运行平稳;采用浮动导料销、小导柱导套、导正销联合精定位,保证送进及成形精度,并设计限位块保护模具。经过试模生产,模具结构设计合理,制件的尺寸和精度均满足要求。

摘要：等离子喷涂电源通常采用可控硅整流电源或逆变电源,存在效率低、输出电流纹波大等问题,难以满足等离子喷涂工艺的特殊要求.文中提出了一种基于八相交错并联Buck变换器的大功率等离子喷涂斩波电源.首先设计了斩波电源的电路拓扑,分析了斩波电源的工作原理和电流纹波产生机理,阐明了并联相数、占空比对电流纹波的影响规律,并进行了仿真验证.然后,基于等离子喷涂工艺对电源特性的要求,设计出功率为40 kW的四相交错并联模块,在CAN总线协同控制下,组成80 kW的八相交错并联斩波式等离子喷涂电源.最后,搭建了等离子喷涂斩波电源样机,进行了喷涂试验,测试了电源的输出纹波和效率.试验结果表明,与传统的可控硅整流电源和逆变电源相比,斩波电源的电流纹波率降低50%以上,电源效率最高达到94.5%.

摘要：为了研究球头销微观组织晶粒分布规律以及工艺参数对成形质量的影响,通过DEFORM-3D有限元分析软件建立了楔横轧球头销有限元模型,对球头销成形过程及微观组织变化进行了模拟。结果表明,随着展宽角β的增大,平均晶粒尺寸和最大间隙比先减小后增大,最大间隙比增大到9.25%后逐渐趋于稳定;随着成形角α和楔尖圆角r的增大,平均晶粒尺寸与最大间隙比均先减小后增大;随着轧制温度T的升高,平均晶粒尺寸和最大间隙比逐渐减小,而最大间隙比减小至2.33%后逐渐趋于稳定。通过正交试验设计得到主次影响顺序为:展宽角β、轧制温度T、成形角α和楔尖圆角r;最佳工艺参数组合为:展宽角β=11°、成形角α=29°、轧制温度T=1140℃、楔尖圆角r=9.5°。通过球头销轧制试验得到球头销轧件,测量了其成形尺寸与微观组织晶粒;通过试验与模拟对比,得到外形尺寸误差在5%以内,平均晶粒尺寸最大误差不超过15%,进一步验证了有限元模型的准确性。

摘要：采用低压真空脉冲渗碳设备对机器人用RV减速器摆线轮用国产新材料ZK001进行不同工艺的渗碳处理,随后利用光学显微镜、洛氏硬度计、显微维氏硬度计、激光三坐标仪器及Geomagic Qualify软件等研究了ZK001钢渗碳后的微观组织、力学性能、渗层深度及变形量。结果表明:采用880℃加热、1∶5渗扩比、保压25 s、渗碳55 min、1500 Pa渗碳压力及780℃淬火的真空渗碳热处理后,摆线轮的晶粒度等级为1级,表面洛氏硬度为61.0 HRC,渗层深度为1.1 mm,变形量为0.05 mm,符合高精度摆线轮服役要求。

摘要：目的研究热成形过程中冲压件温度场、应力场的变化规律,探究主要工艺参数对冲压件成形的影响规律。方法利用Abaqus软件建立热力耦合模型,对汽车B柱的热冲压成形过程进行数值模拟,分析板料及模具的温度和应力变化,确定主要工艺参数对冲压件的影响规律,利用得到的规律指导B柱模具的设计与制造,最后对B柱进行冲压试验。结果在热成形前的物料转移阶段,板材厚度差的存在使过渡区产生了温度梯度和内应力的变化;在热成形阶段,以减薄率为评判标准,确定了摩擦因数为0.35、冲压速度为100 mm/s时B柱的成形效果最好;对B柱的成形结果进行了分析,由局部减薄率的变化得到了模具缺陷的位置,由过渡区的偏移量得到了模具等厚区的长度,由板材温度变化确定了最佳保压时间为8 s。结论基于Abaqus软件,构建了B柱的热冲压有限元模型,对板材出炉至成形结束阶段进行了数值模拟与分析,在此基础上对B柱制件进行了冲压试验,发现制件的质量缺陷明显减少,对制件的指定点进行了面检测,合格率达到了95.83%,表明了分析结果的可靠性,同时也验证了有限元分析的准确性。

摘要：开展低铝含量海工钢氧化物冶金研究,扩大海工钢成分调整范围,促进诱导针状铁素体形核的有效夹杂物生成,对改善大线能量焊接热影响区韧性具有重要应用潜力。以EH420钢为研究对象,利用FactSage热力学软件,进行钢液-夹杂物平衡热力学计算,系统分析了Mg-Al-Ti脱氧体系与氧含量耦合变化对钢中夹杂物析出类型、析出条件、析出量的影响,并设计试验进行验证,为实际大线能量焊接用EH420海工钢的目标夹杂物控制提供理论指导。结果表明,控制钢中Mg、Al、Ti含量分别在0.0020%水平、0.0080%~0.010%、0.010%~0.020%时,当T.O.含量在0.0030%水平,析出Mg-Al-Ti-O复合夹杂物+MgO夹杂物;当T.O.含量在0.0060%水平时,单独析出Mg-Al-Ti-O复合夹杂物。