薄壁密集焊缝结构是航空航天、造船及轨道交通等领域的重要结构形式,光纤激光焊接是该类结构有效、可靠的加工方法。构件变形和尺寸收缩是该类构件密集焊接时面临的两个主要技术难题。采用高频随焊冲击的方法进行相关试验,分析该方法对焊缝形貌、表面应力、焊接变形及尺寸收缩的影响规律。通过搭建专用装置模拟了薄壁密集焊缝结构的焊接,将随焊高频冲击位置设置在熔池后方的高温焊缝区。试验结果表明:针对GH3128高温合金薄板,该方法可将焊缝焊后的纵向残余应力由无冲击时的均值390.9 MPa调整为116.1 MPa,减小了约70%;该方法可将构件垂直于焊缝方向的翘曲变形量降低74.5%,将沿焊缝方向的尺寸收缩降低80%;针对06Cr19Ni10材料的圆筒形薄壁构件的多道焊接试验,随焊高频冲击可将构件的尺寸收缩由无冲击时的0.95 mm减小到0.29 mm。

研究了快速、精确制造金属模具的方法, 提出利用激光选区烧结(SLS)技术来快速制造高精度陶瓷型精密铸造用母模。首先, 采用正交试验法研究了激光选区烧结工艺参数对制件精度的影响, 确定了最佳激光烧结工艺。在此基础上利用浸水起模法替代传统的起模喷烧工艺对陶瓷型精密铸造工艺进行改进。结果表明, 选定激光烧结工艺参数为激光功率25 W, 扫描速度2.0 m/s, 扫描间距0.19 mm, 分层厚度0.25 mm时, 试样尺寸收缩率最低可达2%。采用陶瓷型浸水起模法起模容易, 起模后陶瓷型表面光洁, 在200 ℃焙烧温度下抗弯强度较高, 为0.361 MPa。这些结果表明, 利用SLS技术能够快速、准确地制造出陶瓷型精密铸造所需母模。