为了改善激光钻孔的几何形貌，提高其刻蚀深度和减小微孔锥度，以304不锈钢为试验材料，采用旋转磁场辅助激光钻孔的加工工艺，研究了在不同转速旋转磁场下，微孔刻蚀深度、表面喷溅、孔壁几何形貌和内壁氧含量的变化，探索了在有/无旋转磁场作用下，单脉冲能量对微孔锥度的影响。试验结果表明，随着旋转磁场转速的提升，微孔刻蚀深度增加，表面喷溅更加显著，氧含量降低，但过快的转速会使孔壁几何形貌变差。此外，旋转磁场的引入可以有效减小微孔锥度，且单脉冲能量越大，微孔锥度降低得越明显。
激光技术 激光钻孔 旋转磁场 形貌 锥度 刻蚀深度 中国激光
2022, 49(16): 1602001
广东工业大学 广东省焊接工程技术研究中心, 广东 广州 510006
针对任意角度焊接缺陷难以检测的问题, 研究在不同磁场激励下焊接缺陷磁光成像无损检测系统。重点介绍了由U形磁轭产生的交变磁场和平面交叉磁轭产生的旋转磁场激励焊件的机理, 比较了交变/旋转磁场激励下不同焊接缺陷的磁光成像效果。基于法拉第旋转效应分析磁光成像特性与磁场强度之间的关系, 磁光图像的灰度值可以匹配相应的漏磁场强度。采用主成分分析法提取融合图像列像素灰度特征和通过灰度共生矩阵提取磁光图像纹理特征, 建立BP神经网络模型和支持向量机模型识别这些缺陷特征。试验结果表明, 在旋转磁场激励下, BP神经网络模型和支持向量机模型的分类精度分别为94.1%和98.6%, 相比交变磁场, 分类精度分别提高了10.7%和8.5%。旋转磁场激励下的磁光成像克服了定向检测的局限性, 能够实现对任意角度焊接缺陷的检测及分类。
磁光成像 焊接缺陷 交变/旋转磁场 纹理特征 magneto-optical imaging weld defects alternating/rotating magnetic field texture feature
广东工业大学 广东省焊接工程技术研究中心, 广州 510006
为了研究旋转磁场激励下焊接裂纹磁光成像规律, 采用工频旋转磁场对焊接裂纹激励并由磁光传感器获取裂纹磁光图像的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了工频旋转磁场不同励磁强度下的动态磁光图像。结合磁光成像原理和旋转磁场理论, 对所获数据的灰度值进行了对比分析。结果表明, 旋转磁场工频励磁下任意1帧磁光图随励磁时间的推移都会发生变化, 并以初始3帧磁光图为一个循环周期依次向下一帧磁光图转换, 经过885帧磁光图后回到初始状态。该规律的发现有利于减少有效励磁时间, 提高焊接缺陷无损检测效果。
传感器技术 磁光成像 无损检测 旋转磁场 裂纹 sensor technique magneto-optical imaging nondestructive testing rotating magnetic field crack
1 长春理工大学机电工程学院， 吉林 长春 130022
2 长春理工大学国家国际科技合作基地(光学)， 吉林 长春 130022
采用激光沉积技术，在304不锈钢表面制备了Fe106+5%Ni/WC复合涂层,研究了不同磁场转速下涂层的宏观形貌、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的变化。结果表明，当磁感应强度为70 mT，磁场转速为100~400 r·min-1时,旋转磁场对沉积层表面粗糙度影响较小；当磁场转速继续增大时，沉积层表面粗糙度逐渐减小，熔宽逐渐增大，润湿角逐渐减小，表面质量明显提升。随着磁场转速的增大，沉积层的显微硬度逐渐增大。当磁场转速为600 r·min-1时，沉积层的平均显微硬度达到825 HV，约为无磁场沉积层的1.178倍；同时，沉积层的磨损质量逐渐减小，最小磨损平均失重仅为2.2 mg，比无磁场沉积层的耐磨性提高了1.33倍。
激光技术 激光沉积 旋转磁场 显微组织 复合涂层 摩擦磨损 中国激光
2018, 45(11): 1102009
昆明理工大学材料科学与工程学院， 云南 昆明 650093
为细化涂层晶粒组织，提高熔覆涂层质量，采用旋转磁场辅助激光熔覆技术在Q235钢表面制备了Fe60复合涂层。借助扫面电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等表征手段对涂层进行了组织结构和物相分析，利用维氏硬度计测试了激光熔覆复合涂层截面显微硬度分布，通过摩擦磨损实验研究了涂层的磨损性能。结果表明，熔覆涂层主要由γ-(Ni,Fe)固溶体、Fe23(C,B)6和Cr5Si组成，Cr5Si3晶粒细化且分布均匀致密。旋转磁场辅助下，涂层平均显微硬度为685HV0.5，约为无磁场涂层的1.1倍；磨损失重仅为无磁场涂层的0.66倍，耐磨性能得到明显改善。
激光技术 激光熔覆 复合涂层 旋转磁场 摩擦磨损 显微组织
