1 苏州海关, 苏州 215004
2 江南大学机械工程学院, 无锡214122
为了利用激光超声技术检测样品表面裂纹深度, 本文基于有限元分析软件(COMSOL)的热-固耦合物理场, 建立激光超声无损检测模型, 进行了不同深度裂纹的检测仿真,在此基础上根据超声波在金属中的传播规律推导出裂纹深度定量计算公式并用实验进行计算裂纹深度, 得出计算公式具有较高的正确性。结果表明: 随着裂纹深度的增加, 裂纹底端反射横波SR也随之增加, 两者成线性关系; 本文所提出的裂纹深度定量公式具有较高的正确性, 裂纹深度定量相对误差不超过7%。
无损检测 数值模拟 表面缺陷 nondestructive testing COMSOL COMSOL numerical simulation surface defects
1 江南大学机械工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
3 苏州出入境检验检疫局, 江苏 苏州 215021
基于热-结构间接耦合非线性有限元分析,在不同的激光工艺参数下,利用ANSYS生死单元技术对激光熔覆的温度场和应力场进行了数值模拟,研究了激光功率和扫描速度对温度场和应力场分布规律的影响。结果表明,通过分析有限元模型的温度分布规律和试件金相组织的形貌特征,验证了该模型的可靠性;熔覆层温度变化分为脉冲式急速上升和呈双曲线形状下降两个阶段;沿激光扫描方向,熔覆层表面多个节点的温度-时间曲线具有逐渐增大的峰值;熔覆层与基体结合面中部沿Z轴方向,靠近固定端应力较大,基底中部沿X轴方向应力呈W状对称分布,自由端中部沿Y轴方向,熔覆层和基体结合处易产生应力集中和突变。
激光技术 激光熔覆 有限元模拟 生死单元 温度场 应力场 激光与光电子学进展
2019, 56(5): 051404
1 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
2 德纳(无锡)技术有限公司, 江苏 无锡 214112
3 苏州出入境检验检疫局, 江苏 苏州 215021
通过同步送粉方式在Q235钢基材表面制备了添加不同质量分数纳米TiO2和CeO2的Ni基激光熔覆层,分析了熔覆层的表面形貌、显微组织和物相组成,并测定了熔覆层的硬度和耐腐蚀性。结果表明,在Ni基合金粉末中同时加入TiO2和CeO2,可以充分发挥二者的性能,得到组织均匀细密、无裂纹、耐腐蚀性较高的熔覆层,也可改善Ni基激光熔覆层的组织结构并提高其性能。
激光光学 激光熔覆 Ni基合金 显微组织 显微硬度 耐腐蚀性 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 071402
1 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
2 苏州出入境检验检疫局, 江苏 苏州 215021
采用正交试验研究了42CrMo合金表面单道轨迹激光熔覆的Stellite6涂层，分析了激光功率、扫描速度、送粉速率、光斑直径对熔覆层稀释率和显微硬度的影响及主要影响因素之间的交互作用。结果表明，激光功率对熔覆层稀释率的影响最大，而扫描速度对熔覆层显微硬度的影响最大。综合熔覆层稀释率和显微硬度的评价得到的最优工艺参数组合为激光功率1100 W，扫描速度8 mm·s-1，送粉速率1.2~1.4 rad·min-1，光斑直径3.7 mm。
激光技术 激光熔覆 单道轨迹 正交试验 稀释率 显微硬度 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 041402
