强激光与粒子束
2019, 31(12): 125102
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京100124
2 中国科学院等离子体物理研究所, 安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
4 特种焊接技术安徽省重点实验室, 安徽 淮南 232000
采用超窄间隙激光焊对100 mm厚304奥氏体不锈钢进行了焊接试验,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明,超窄间隙激光焊可以实现百毫米级及以上厚板的有效连接且焊缝的成形良好。接头的显微组织由奥氏体和少量铁素体组成,晶粒呈胞状和等轴状。接头的拉伸强度为658 MPa。拉伸断裂位于焊缝的胞状晶区,断裂形式为典型的延性断裂,断口形貌为细小均匀的韧窝和撕裂棱。焊缝组织中等轴晶区的显微硬度大于胞状晶区。
激光技术 超窄间隙激光焊 厚板焊接 显微组织 力学性能
1 中国科学院等离子体物理研究所， 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学， 安徽 合肥 230026
3 特种焊接技术安徽省重点实验室， 安徽 淮南 232000
4 北京工业大学激光工程研究院， 北京 100124
5 南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室 ，江西 南昌 330036
利用激光焊工艺焊接了IC10单晶高温合金，分析了焊接速度对接头焊缝成形、横截面形貌以及显微组织的影响。结果表明，随着焊接速度的减小，焊缝的表面和背面宽度增大。不同焊接速度下焊缝的横截面均呈典型的“酒杯”状。焊缝主要由细晶区和胞状晶以及柱状晶组成。不同焊接速度下的焊缝中均存在沿晶界扩展的焊接裂纹。接头中晶粒的生长方向趋于一致，从而增大了接头裂纹的敏感性。
激光技术 激光焊 IC10单晶高温合金 显微组织 裂纹
1 中国科学院等离子体物理研究所装置总体研究室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院等离子体物理研究所特种焊接技术安徽省重点实验室, 安徽 淮南 232000
采用20 kW超高功率光纤激光器单道焊接了20 mm厚316LN奥氏体不锈钢, 研究了焊接工艺参数对焊缝成形及宏观形貌的影响, 并对焊接接头的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明, 采用负离焦可以得到成形良好的焊缝；焊缝组织为单一的奥氏体组织, 焊缝上部和底部中心区存在等轴晶粒, 焊缝中部中心区为粗大的柱状晶。在优化的工艺参数下, 焊接得到的接头抗拉强度为645 MPa, 与母材相当。焊接接头断裂于熔合线边界处, 为典型的韧性断裂。焊接接头热影响区的显微硬度略高于焊缝和母材。
激光技术 激光自熔焊 厚板 显微组织 力学性能
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
对直线感应加速器加速电压的同步性对束流能散度的影响进行了分析，结果表明: 考虑束流负载效应后，束流的不同部分将得到不同的能量增益，前后沿部分相对于平顶部分得到更多的能量增益，从而在一定程度上增加整个束流的能散度，限制了加速器光源尺寸的进一步减小。因此，提出利用调节加速电压异步的方法来调节束流不同部分得到的能量增益，从而在一定程度上降低整个束流脉宽期间的能散度。初步的试验结果也证明，加速电压的异步调节可以明显改变束流整体的的能散度。
直线感应加速器 加速电压 同步 异步 束流能散度 linear induction accelerator accelerating voltage synchronization asynchronization beam-energy-spread 强激光与粒子束
2016, 28(4): 045104
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
通过研究法国实验客体(FTO)的闪光照相过程,设计了静态照相过程中采用的准直措施,除传统的一二级准直体外,还通过添加三级准直体来进一步控制入射到客体边缘部分的X射线,从而降低散射的影响。蒙特卡罗方法模拟结果表明,采用三级准直技术可以有效地控制散射的影响,图像接收平面各边界的直散比有了明显的提升。
高能闪光照相 法国实验客体 准直技术 蒙特卡罗模拟 三级准直 high-energy flash X-ray radiography French Test Object collimation technology Monte Carlo method 3-grade collimating system 强激光与粒子束
2014, 26(4): 044002
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
利用加速器原有的束流传输及检测系统，在单脉冲直线感应加速器上分别对双边馈入和单边馈入情况下强流束的传输情况进行了实验测量。实验结果表明：在改变加速脉冲的馈入方式后，传输过程中电子束在加速段的束心位置发生了明显改变，将对加速器的束流输运产生非常不利的影响。通过对实验数据的比较和分析，提出了传输线延时产生双脉冲可能采用的脉冲馈入方案。
脉冲馈入方式 束流传输 直线感应加速器 传输线延时 pulse feed-in mode beam transport linear induction accelerator cable delay
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
介绍了采用双膜法测量神龙一号直线感应加速器靶区回流离子效应的实验工作，通过一片厚度数十μm的靶膜产生回流离子，并采用基于光学渡越辐射的电子束剖面测量系统记录时间分辨的束斑，首次证实了神龙一号加速器靶区存在回流离子。通过采用不同材料的靶膜，实验观测到了不同离子发射情况下回流离子对强流相对论电子束传输的影响,结果发现采用金属靶膜时，回流离子导致电子束部分汇聚、部分发散，而采用聚合物薄膜时，回流离子会导致电子束剖面出现剧烈的变化。
回流离子 光学渡越辐射 电子束 强流 束剖面 back-streaming ion optical transition radiation electron beam high current beam profile 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2742
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
利用能量约450 keV、焦斑直径1~4 mm的低能X光对神龙一号直线感应加速器束靶作用后钽靶的破坏进行诊断, 利用增强型电荷耦合器件(ICCD)对诊断过程记录, 得到束靶作用后数μs时间内钽靶材料密度的变化。结果表明：在束靶作用后约1 μs内靶材料密度基本没有变化, 且该时间段内ICCD相机没有观察到有靶前钽靶材料的微粒喷射。
轫致辐射转换 束靶作用 灰度 钽靶 bremsstrahlung conversion beam-target interaction grey scale tantalum target
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
采用束包络方程分析了单脉冲和多脉冲情况下回流离子对强流相对论电子束聚焦的影响。分析结果表明, 单脉冲情况下通过缩短焦距, 仍可以获得较小的积分焦斑, 而在多脉冲情况下回流离子将导致电子束完全散焦。通过数值模拟和实验研究了利用薄膜阻挡回流离子的可行性, 对不同薄膜在电子束作用下的温升及动力学行为的模拟结果表明, 在1.06 μs的时间尺度内, 薄膜虽然发生了不同程度的膨胀, 但是仍然有足够的材料可以阻挡离子回流。在神龙一号加速器上, 通过法拉第筒测量了靶前放置和不放置薄膜情况下的离子信号, 实验证实了薄膜至少能够将离子约束在薄膜和转换靶之间长达数十μs。
闪光机 回流离子 法拉第筒 束靶相互作用 radiographic machine backstreaming ion Faraday cup beam/target interaction
