基于有限元法的某深孔件模锻成形工艺研究

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作者 蒋倩 权铭国 +2 位作者 赵一帆 邓琦 权国政 《锻压装备与制造技术》 2024年第4期108-110,共3页

某深孔件是船用低速柴油机中的关键构件,由于其特殊的工作环境,该工件的制造技术有着极高的要求。精密模锻是一种可以改进锻件整体质量及提高产品性能的工艺,因此可以通过模锻工艺来加工该深孔件。本文采用有限元模拟软件对该深孔件在... 某深孔件是船用低速柴油机中的关键构件,由于其特殊的工作环境,该工件的制造技术有着极高的要求。精密模锻是一种可以改进锻件整体质量及提高产品性能的工艺,因此可以通过模锻工艺来加工该深孔件。本文采用有限元模拟软件对该深孔件在压力机上模锻成形过程进行了数值模拟仿真,分析了锻件的温度场及应力场的分布特征,从而指导该深孔件的实际生产。 展开更多

关键词 深孔件 模锻 数值模拟 温度场 应力场

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预拉伸对船用气阀等离子堆焊残余应力影响的有限元分析 被引量：2

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作者 杨兴林 肖裕华 +3 位作者 丁国娣 王方旋 戴魏魏 赵大忠 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期205-210,共6页

基于ABAQUS有限元分析软件模拟了大型船用气阀在有预拉伸力和无预拉伸力情况下的等离子堆焊过程,通过二次开发热源模型,建立了多个生死单元分析步,实现焊料的逐步填充,考虑了不同材料性能参数随温度的变化。结果表明:预拉伸焊接法可以... 基于ABAQUS有限元分析软件模拟了大型船用气阀在有预拉伸力和无预拉伸力情况下的等离子堆焊过程,通过二次开发热源模型,建立了多个生死单元分析步,实现焊料的逐步填充,考虑了不同材料性能参数随温度的变化。结果表明:预拉伸焊接法可以有效减小焊后残余应力,当预拉伸应力σp=20%σs时,效果最明显,焊缝区残余应力降低幅度达43%,同时,整个焊接件残余应力分布更为合理,应力梯度得到大幅改善,但是,在轴向焊缝处应力不减反增现象明显。最后对产生的缺陷进行分析,得到了优化的工艺参数,模拟结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 等离子堆焊 预拉伸 生死单元 残余应力

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排气阀等离子堆焊高强度合金粉末的残余应力与变形有限元分析 被引量：2

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作者 杨兴林 何芳 +1 位作者 肖裕华 丁国娣 《热加工工艺》 北大核心 2022年第15期128-131,137,共5页

针对大型船用排气阀在焊接过程中易出现应力集中等焊接缺陷的问题,采用ABAQUS有限元软件对排气阀等离子堆焊高强度合金粉末材料的应力、变形进行数值模拟。为了考虑合金粉末材料的非线性变化,采用熔点定义材料的不同状态,并将其与材料... 针对大型船用排气阀在焊接过程中易出现应力集中等焊接缺陷的问题,采用ABAQUS有限元软件对排气阀等离子堆焊高强度合金粉末材料的应力、变形进行数值模拟。为了考虑合金粉末材料的非线性变化,采用熔点定义材料的不同状态,并将其与材料参数一起写入UMATHT子程序。结果表明:基于UMATHT子程序计算出的残余应力值与实验结果拟合度高,残余应力受材料本身的影响较大,厚度方向与轴向的残余应力大致以焊缝为中心呈对称现象。焊缝的变形量总体上比母材的大,但变形量较小,主要位于焊缝中间部位。 展开更多

关键词 排气阀 合金粉末 残余应力 数值模拟

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船用气阀钴基合金等离子堆焊残余应力分析研究

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作者 陈舒婷 《锻压装备与制造技术》 2025年第1期141-144,共4页

等离子堆焊是船用气阀常用的阀面强化手段。堆焊过程是两种或多种金属间融化并达到冶金结合,此过程涉及到热场、磁场等多场量的变化。由于热变形后冷却会对周围形成拉应力,即残余应力,堆焊过程形成的残余应力如不能在后道工序加工中予... 等离子堆焊是船用气阀常用的阀面强化手段。堆焊过程是两种或多种金属间融化并达到冶金结合,此过程涉及到热场、磁场等多场量的变化。由于热变形后冷却会对周围形成拉应力,即残余应力,堆焊过程形成的残余应力如不能在后道工序加工中予以减少或消除,则可能在产品服役过程中释放,导致工件变形或尺寸达不到使用要求而致使产品失效。由于船用气阀是船舶动力系统核心关键零部件,该产品的失效易造成严重机损。本文通过对焊接后的残余应力进行研究,提出优化改进的热处理消应力工艺,从而提升产品的服役周期。 展开更多

关键词 等离子堆焊 残余应力 热处理 气阀 钴基合金

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基于多场耦合有限元法的大规格电镦成形工艺优化 被引量：4

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作者 蒋立鹤 王方旋 +1 位作者 权国政 黄云峰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期14-21,共8页

为了分析电镦成形过程中缺陷的形成过程,基于MSC.Marc平台建立了多场耦合的有限元分析模型。通过数值模拟和生产实践得出产生波浪缺陷的主要原因有两方面:一是在预热阶段大电流的作用下,随温度升高,趋肤效应明显,形成椭圆柱体,这种现象... 为了分析电镦成形过程中缺陷的形成过程,基于MSC.Marc平台建立了多场耦合的有限元分析模型。通过数值模拟和生产实践得出产生波浪缺陷的主要原因有两方面:一是在预热阶段大电流的作用下,随温度升高,趋肤效应明显,形成椭圆柱体,这种现象在后面的电镦成形过程中逐步放大,从而形成波浪缺陷;二是电镦过程中峰值电流大、温度较高,且峰值电流在靠中、后阶段,硬化不明显,导致波浪缺陷。随后,通过无级电流变化的模式调节不同阶段的电流,成功避免了电镦过程中的波浪缺陷。最后,通过在MSC.Marc软件中开发电流子程序,建立了电流多节点闭环控制的数值模拟优化方法,并在实践生产中得到验证。 展开更多

关键词 多场耦合 电镦粗 缺陷 数值模拟

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船舶配套企业数字化转型基本路径和方向探讨 被引量：1

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作者 鲁宏 《中国远洋海运》 2021年第11期82-85,共4页

关键提示作为行业领军企业,南京船配是船舶低速机配套产业链核心企业,通过长期开展信息化、数字化能力建设,围绕产品全生命周期打造数字化生产能力,在创新能力、生产效率、效益提升等方面取得了巨大改善,企业核心竞争力和经济效益显著... 关键提示作为行业领军企业,南京船配是船舶低速机配套产业链核心企业,通过长期开展信息化、数字化能力建设,围绕产品全生命周期打造数字化生产能力,在创新能力、生产效率、效益提升等方面取得了巨大改善,企业核心竞争力和经济效益显著提升。 展开更多

关键词 行业领军企业 产品全生命周期 数字化转型 企业核心竞争力 基本路径 效益提升 创新能力 信息化

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构件电弧增材后碾压消应力有限元建模及分析研究

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作者 陈文彬 蒋立鹤 +1 位作者 杨焜 权国政 《内燃机与配件》 2021年第9期75-76,共2页

碾压消应力是消除构件电弧增材后表层的一种重要且很有发展潜力的消应力方法。工件表层经碾压变形后,通过改变工件的形状和厚度,来达到对工件产生变形,释放工件里残余应力。对装备构件进行碾压消应力模拟,模拟结果显示在强旋过程中,消... 碾压消应力是消除构件电弧增材后表层的一种重要且很有发展潜力的消应力方法。工件表层经碾压变形后,通过改变工件的形状和厚度,来达到对工件产生变形,释放工件里残余应力。对装备构件进行碾压消应力模拟,模拟结果显示在强旋过程中,消除了槽底中间很大的残余拉应力,消除大部分工件内部横向残余应力和纵向残余应力。强旋大体上消除了大部分残余应力,但是表面会出现一定的应力集中。良好的消除残余应力的效果可以让强旋作为消除残余应力流程的一部分。 展开更多

关键词 碾压 消应力 碾压速度 有限元模拟

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电弧增材有限元建模及残余应力分析 被引量：1

8

作者 蒋倩 蒋立鹤 +2 位作者 鲍海波 黄云峰 胡浩帆 《锻压装备与制造技术》 2021年第5期99-101,共3页

电弧增材制造技术作为一种材料利用率高、成本低的快速成形制造技术,具有巨大的发展潜力,但电弧增材产生残余应严重影响了工件寿命和性能。本文主要使用有限元模拟软件ABAQUS对电弧增材制造过程进行有限元模拟,研究电弧增材参数对残余... 电弧增材制造技术作为一种材料利用率高、成本低的快速成形制造技术,具有巨大的发展潜力,但电弧增材产生残余应严重影响了工件寿命和性能。本文主要使用有限元模拟软件ABAQUS对电弧增材制造过程进行有限元模拟,研究电弧增材参数对残余应力的影响规律。 展开更多

关键词 电弧增材 残余应力 有限元模拟

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基于多场耦合的电镦成形工艺有限元模拟

9

作者 杨兴林 王方旋 +3 位作者 丁国娣 肖裕华 鲁宏 戴魏魏 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期112-119,共8页

结合实际生产经验在DEFORM软件平台中建立电-热-结构多场耦合的电热镦粗有限元模型,并采用多组工艺参数进行模拟计算,分析不同电流密度和镦粗压力对成形尺寸、温度场和等效应变速率场的影响。结果表明:电镦初期,由于砧座与工件之间接触... 结合实际生产经验在DEFORM软件平台中建立电-热-结构多场耦合的电热镦粗有限元模型,并采用多组工艺参数进行模拟计算,分析不同电流密度和镦粗压力对成形尺寸、温度场和等效应变速率场的影响。结果表明:电镦初期,由于砧座与工件之间接触电阻的存在,温度迅速升高,之后通过工件自身电阻产热,温度基本趋于稳定;等效应变速率最大值存在于工件脖颈段;工件蒜头最大半径和最高温度随电流密度增大而增大;镦粗压力增大使得蒜头最大半径增大而工件最大温度下降。对电镦过程中产生的缺陷进行模拟分析,得到相对优化的工艺参数,模拟结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 多场耦合 电热镦粗 工艺参数 有限元模拟

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金属3D打印在船用柴油机零配件制造中的应用

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作者 鲁宏 蒋立鹤 +1 位作者 王方旋 刘振伟 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2022年第12期131-136,142,共7页

船用柴油机中喷射系统及增压系统内部具有迷宫式的流道、内凹腔体,以及较多的精密偶部件,传统方式是通过铸造、机加工、焊接等工艺将诸多的零部件加工后装配而成,后期存在较大隐患。利用金属3D打印技术即增材制造技术,可实现复杂零件一... 船用柴油机中喷射系统及增压系统内部具有迷宫式的流道、内凹腔体,以及较多的精密偶部件,传统方式是通过铸造、机加工、焊接等工艺将诸多的零部件加工后装配而成,后期存在较大隐患。利用金属3D打印技术即增材制造技术,可实现复杂零件一体化、轻量化产品直接成形,减少对专业人员的依赖,使产品的设计自由度更高、生产工序更短,更加契合船舶柴油机动力系统降本增效、提升性能的真正需求。文章介绍了几种通过金属3D打印技术实现了船用柴油机关键零部件的制造。 展开更多

关键词 增压系统及喷射系统 增材制造技术 一体化 轻量化 设计自由度

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大规格气阀电镦成形参数加载模式设计及应用

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作者 权国政 余炎泽 +2 位作者 赵江 许东晓 戴魏魏 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期160-167,共8页

大规格气阀电镦过程是一个超长程、超长时塑性变形过程,如何通过设计电镦加载路径以实现变形和晶粒尺寸的协调控制是一个困难且重要的问题。针对此问题,基于电-热-力多场耦合分析理论和晶粒尺寸演变模型,建立了大规格气阀电镦成形过程... 大规格气阀电镦过程是一个超长程、超长时塑性变形过程,如何通过设计电镦加载路径以实现变形和晶粒尺寸的协调控制是一个困难且重要的问题。针对此问题,基于电-热-力多场耦合分析理论和晶粒尺寸演变模型,建立了大规格气阀电镦成形过程有限元模型;设计了电流和镦粗力的多级加载路径,研究了不同加载模式对电镦成形件的形状、温度和晶粒尺寸的影响规律。结果表明,增大电流可使温度显著升高,进而导致晶粒粗化,而较大的镦粗力可使温度降低,从而起到细化晶粒的作用。通过协调电流和镦粗力的峰值位置和水平可获得形状圆滑、晶粒细小的电镦件。此外,基于BP神经网络模型和案例推理方法,开发了大规格气阀电镦工艺加载模式设计系统,实现了电镦工艺参数加载模式的智能化设计。 展开更多

关键词 气阀 电镦 组织演化 参数加载路径 多场多尺度耦合

原文传递

热等静压工艺提升铸件致密度的研究 被引量：2

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作者 江剑 孟凡昕 +2 位作者 王海涛 冉文静 权国政 《中国铸造装备与技术》 CAS 2024年第3期33-37,共5页

热等静压可作为一种在惰性气体环境中利用高温高压在密闭空间中对铸件进行处理的特殊热处理技术。介绍了铸件经过热等静压后处理对其显微组织和致密度的影响,以及热等静压工艺过程中时间、温度和压力的控制以消除铸件内部封闭孔隙,减少... 热等静压可作为一种在惰性气体环境中利用高温高压在密闭空间中对铸件进行处理的特殊热处理技术。介绍了铸件经过热等静压后处理对其显微组织和致密度的影响,以及热等静压工艺过程中时间、温度和压力的控制以消除铸件内部封闭孔隙,减少铸件缺陷,显著提升铸件致密度。 展开更多

关键词 热等静压 铸件 致密度

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镍基高温合金热变形过程组织预测研究综述 被引量：1

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作者 江剑 赵一帆 +2 位作者 邓琦 权铭国 权国政 《锻压装备与制造技术》 2024年第3期117-121,共5页

本文综述了镍基合金的高温塑性变形行为及建模、微观组织演变规律及建模的研究进展,阐述了利用有限元技术预测热变形显微组织的研究现状,得到如下结论:镍基合金的高温塑性变形行为表征模型主要有唯象本构模型和神经网络模型;动态再结晶... 本文综述了镍基合金的高温塑性变形行为及建模、微观组织演变规律及建模的研究进展,阐述了利用有限元技术预测热变形显微组织的研究现状,得到如下结论:镍基合金的高温塑性变形行为表征模型主要有唯象本构模型和神经网络模型;动态再结晶模型能够准确描述镍基合金热变形过程的微观组织演变,结合有限元模拟技术有助于实现热变形过程的组织预测及调控。 展开更多

关键词 镍基高温合金 热变形 微观组织 本构模型

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拉深模间隙对薄壁件壁厚的影响规律研究

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作者 鲁宏 王海涛 +2 位作者 孟凡昕 冉文静 权国政 《锻压装备与制造技术》 2024年第5期102-105,共4页

薄壁零件利用拉深模具成形,拉深件可加工尺寸范围相当广泛。利用拉深模具成形,产品具有一致性,故拉深工艺可高效生产,使材料得到充分利用。本文通过有限元分析软件模拟分析局部热等静压的拉深成形过程效果;在此基础上模拟分析锥部两次... 薄壁零件利用拉深模具成形,拉深件可加工尺寸范围相当广泛。利用拉深模具成形,产品具有一致性,故拉深工艺可高效生产,使材料得到充分利用。本文通过有限元分析软件模拟分析局部热等静压的拉深成形过程效果;在此基础上模拟分析锥部两次拉深成形过程中不同参数方案下的壁厚演变规律,并基于此优化参数方案,实现对薄壁零件拉深成形的壁厚控制。 展开更多

关键词 拉深成形 模具间隙 热等静压 有限元分析 成形精度 薄壁零件

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薄壁零件的激光选区熔化成形形变控制

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作者 蒋倩 冉文静 +2 位作者 孟凡昕 王海涛 权国政 《锻压装备与制造技术》 2024年第3期71-74,共4页

本文基于ANSYS有限元软件,建立了SLM成形薄壁零件的热—力耦合动态模拟模型,采用高斯面热源作为激光输入,研究了薄壁零件在典型工艺参数下的应力场和形变规律。结果显示:在选定的工艺参数下,零件的总体形变规律为外壁的形变量大于内壁,... 本文基于ANSYS有限元软件,建立了SLM成形薄壁零件的热—力耦合动态模拟模型,采用高斯面热源作为激光输入,研究了薄壁零件在典型工艺参数下的应力场和形变规律。结果显示:在选定的工艺参数下,零件的总体形变规律为外壁的形变量大于内壁,高度略有缩短,壁厚减小,但整体形状无明显畸变;分析了冷却过程中的变形机理,提出了优化冷却方式、调整零件设计尺寸等方法,以提高尺寸精度。 展开更多

关键词 薄壁零件 SLM 形变 成形精度

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氨燃料的应用及腐蚀问题分析

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作者 鲁宏 刘莹莹 +1 位作者 孟凡昕 权国政 《锻压装备与制造技术》 2024年第4期88-92,共5页

氨作为零碳能源目前被公认为是最优替代燃料,可以快速高效地替代传统化石燃料进入全球市场,在缓解能源危机、减少CO_(2)排放等方面具有广阔前景。本研究将从氨燃料的国内外发展现状出发对NH3燃烧的技术进行阐述,并对氨燃料在工业化应用... 氨作为零碳能源目前被公认为是最优替代燃料,可以快速高效地替代传统化石燃料进入全球市场,在缓解能源危机、减少CO_(2)排放等方面具有广阔前景。本研究将从氨燃料的国内外发展现状出发对NH3燃烧的技术进行阐述,并对氨燃料在工业化应用方面的腐蚀问题进行介绍,为后续氨燃烧应用技术的发展提供参考。 展开更多

关键词 氨燃料 燃烧技术 腐蚀性 零碳能源

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应变量和应变速率对Ni80A合金热压缩过程动态再结晶的影响

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作者 戴魏魏 邓琦 +2 位作者 赵一帆 权铭国 权国政 《锻压装备与制造技术》 2024年第4期130-133,共4页

本文基于已建立的Ni80A合金动态再结晶模型,在有限元模拟软件中建立Ni80A的热压缩有限元模型;探究热塑性变形过程中应变量和应变速率对Ni80A动态再结晶行为的影响规律。结果表明:动态再结晶体积分数随应变量增大而增大,随应变速率增大... 本文基于已建立的Ni80A合金动态再结晶模型,在有限元模拟软件中建立Ni80A的热压缩有限元模型;探究热塑性变形过程中应变量和应变速率对Ni80A动态再结晶行为的影响规律。结果表明:动态再结晶体积分数随应变量增大而增大,随应变速率增大而减小;平均晶粒尺寸随着应变量增大而减小,随着应变速率增大而减小。 展开更多

关键词 Ni80A 有限元模拟 动态再结晶 热压缩

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等离子堆焊参数对合金层热冲击性能的影响研究

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作者 赵大忠 《现代制造技术与装备》 2024年第10期66-68,76,共4页

高温镍基合金具有良好的耐高温腐蚀、耐高温磨损和高温强度,被用作柴油机气阀密封面堆焊材料。但是,密封面合金层堆焊质量不能有效通过热冲击检测,热冲击后合金会开裂,影响着产品的应用和推广。基于此,文章研究堆焊线速度对合金热冲击... 高温镍基合金具有良好的耐高温腐蚀、耐高温磨损和高温强度,被用作柴油机气阀密封面堆焊材料。但是,密封面合金层堆焊质量不能有效通过热冲击检测,热冲击后合金会开裂,影响着产品的应用和推广。基于此,文章研究堆焊线速度对合金热冲击通过性的影响,采用等离子堆焊技术,在45Cr9Si3材质的气阀上以不同的焊接线速度,制备3组Colmonoy56 SPL粉末合金堆焊层,然后通过金相组织观察、硬度测试等手段分析合金层的微观组织、洛氏硬度。试验结果表明:镍基高温合金堆焊参数区间窄,线速度是影响合金层抗裂性的主要变量;针对试验气阀,70 mm·min^(-1)的堆焊线速度可以有效解决热冲击后合金开裂这一应用难题,使产品满足热冲击检测的要求。 展开更多

关键词 等离子堆焊 焊接线速度 高温镍基合金 热冲击性能

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船用气阀钴基合金等离子堆焊工艺优化分析研究

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作者 陈舒婷 《锻压装备与制造技术》 2024年第6期100-103,共4页

船用气阀长期在高温、高压且反复撞击的环境中服役,阀面的硬度对其使用寿命起到较为关键的影响,通常情况下需要对气阀阀面进行改性,通过增材的方式提高其耐磨、耐热、耐高温和耐腐蚀性能。本文通过研究不同的等离子堆焊工艺,以马氏体材... 船用气阀长期在高温、高压且反复撞击的环境中服役,阀面的硬度对其使用寿命起到较为关键的影响,通常情况下需要对气阀阀面进行改性,通过增材的方式提高其耐磨、耐热、耐高温和耐腐蚀性能。本文通过研究不同的等离子堆焊工艺,以马氏体材料为基体,选用钴基合金为研究对象,分析不同热输入量焊接参数下的焊接质量,并构建不同焊接参数与焊层硬度的对应关系,优化工艺参数,减少焊接缺陷,优选一组焊接工艺参数,以满足工件在高温、高压、易磨损的恶劣工况服役环境,提升工件的服役寿命。 展开更多

关键词 气阀 改性 堆焊 工艺参数

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船用喷嘴增材制造设计和工艺优化研究

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作者 蒋立鹤 蒋倩 田苗 《锻压装备与制造技术》 2024年第1期113-116,共4页

船用喷嘴服役时需要在高温、高压的工况中进行,服役工况及其本身机构设计较为复杂,传统工艺设计很难对内部结构进行设计和优化,从而降低服役过程温度,提高使用寿命。本文通过对船用喷嘴进行一体化设计研究,使用金属3D打印的方式设计独... 船用喷嘴服役时需要在高温、高压的工况中进行,服役工况及其本身机构设计较为复杂,传统工艺设计很难对内部结构进行设计和优化,从而降低服役过程温度,提高使用寿命。本文通过对船用喷嘴进行一体化设计研究,使用金属3D打印的方式设计独特的内部流道进行降温处理,表面则采用激光熔覆的方式进行耐高温、耐腐蚀材料增材设计,从而达到适应高温、高压工况的使役结构,提升工件使用寿命。 展开更多

关键词 服役 一体化设计 3D打印 激光熔覆

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