郭玉泉
- 作品数：15 被引量：79H指数：6
- 供职机构：大连理工大学机械工程学院精密与特种加工教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金创新研究群体科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺电子电信更多>>
- 脉冲激光焊接Hastelloy C-276合金的熔池流动传热特性分析被引量：4
- 2012年
- 基于流体动力学方程和传热方程建立了三维瞬态模型,用于研究脉冲激光焊接0.5mm厚Hastelloy薄板时熔池的流动行为及传热特性。应用Fluent软件,采用有限容积法(FVM)求解控制方程,用SIMPLE算法处理速度与压力的耦合。引入Pe来衡量焊接熔池中对流传热与传导传热的相对强弱,并以此分析焊接熔池的传热特性。结果表明:沿焊接方向,焊接熔池的流动速度随着离熔池中心距离的增加先增加后减小;在给定试验条件下,熔池流动速度在离熔池中心0.2mm左右时出现最大值,且沿焊接方向前方稍大于后方,而后迅速减小为零;焊接熔池中对流的存在使得焊接熔池熔深较小而熔宽较大;最终的焊接形貌由对流传热与传导传热相互作用而成。对焊缝形貌的数值模拟结果与实验结果进行了比较,计算结果与实验结果吻合较好。此模型可为脉冲激光焊接Hastelloy C-276薄板时熔池流体流动行为的分析提供理论依据。
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- 关键词：激光焊接脉冲激光器焊缝形貌
- 核主泵屏蔽套近无缺陷激光焊接技术被引量：5
- 2015年
- 针对我国AP1000核主泵屏蔽套焊接过程存在的问题,提出一种近无缺陷激光焊接技术,实现屏蔽套材料Hastelloy C-276的优良焊接成形。分析激光焊接过程对材料微观组织的影响规律,评价核主泵温度条件下焊接接头拉伸性能;研究焊缝在酸碱盐中的电化学腐蚀行为,评价焊缝耐腐蚀性能。通过有限元法计算屏蔽套焊接变形特征,揭示横向收缩变形对制造精度的影响。结果表明,所提出的脉冲激光焊接技术可以实现核主泵屏蔽套材料的优良焊接成形,焊缝处无明显焊接缺陷;在核主泵温度条件下,焊接接头力学性能与母材基本相当,可以保证长使役可靠性;焊缝在中性及酸性环境下,腐蚀性能均优于母材,提升了焊缝的可靠性。通过模拟计算发现激光焊接会导致焊接样件发生横向收缩变形,但该变形大小仅为屏蔽套制造精度的1/10,焊接精度完全满足屏蔽套制造要求。
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- 关键词：激光焊接HASTELLOYC-276
- SiC颗粒掺杂对激光直接成形Al_2O_3陶瓷裂纹敏感性的影响被引量：6
- 2012年
- 为抑制激光直接成形Al2O3陶瓷过程中的裂纹,利用SiC未熔颗粒的增韧原理,在Ti-6Al-4V合金基底上进行添加SiC颗粒的Al2O3同轴送粉激光直接成形实验,分析了激光直接成形Al2O3+SiC复相陶瓷的可行性以及成形件裂纹敏感性的影响因素。利用光学显微镜观察薄壁成形试样的裂纹扩展、显微组织和两相结合情况,并使用X射线衍射仪(XRD)进行相分析。结果表明:SiC颗粒可在激光直接成形Al2O3+SiC陶瓷中起到抑制裂纹的作用,并可形成各成分结合良好,无明显化学反应,含有较完整SiC未熔颗粒的复相陶瓷材料。单因素实验显示:SiC比例f、激光功率P、扫描速度v和送粉率n对裂纹敏感性均有显著影响,最后采用工艺参数:f=10%(重量百分比)、P=186W、v=300mm/min及n=1.78g/min成形了裂纹敏感性低,无明显缺陷的长×高×厚约为17mm×6mm×2mm的薄壁件。
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- 关键词：激光技术复相陶瓷SIC颗粒
- 夹具拘束距离对Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接变形的影响被引量：15
- 2012年
- 为了揭示夹具拘束距离对0.5mm厚Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接变形的影响,基于有限元软件ANSYS建立了三维热力耦合有限元模型。采用位移约束假设代替实际夹具的拘束作用,研究了夹具拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接纵向挠曲变形及横向收缩变形的影响规律。实验测量了焊接热循环曲线和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。模拟结果表明,随着夹具拘束距离从8mm增加到20mm,焊接纵向挠曲变形及横向收缩变形均表现为近似线性增大的趋势,特别是焊接横向收缩变形增加了将近3.6倍,而减小夹具拘束距离可以控制焊接残余变形。该模型较准确地模拟了薄板脉冲激光焊接温度场及残余变形,为抑制薄板焊接变形提供了理论和实验依据。
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- 关键词：脉冲激光焊接HASTELLOYC-276合金塑性应变
- 脉冲激光焊接对超薄Hastelloy C-276焊缝成形的影响被引量：21
- 2011年
- 基于0.5 mm厚度Hastelloy C-276合金,开展了脉冲激光焊接实验。结合焊接熔池的浮力效应和Marangoni对流,研究了脉冲宽度、单脉冲能量、脉冲频率和焊接速度对焊缝形成规律的影响。实验表明,单脉冲能量和焊接速度对熔池流动机制的影响相似,适当的参数条件下可以改变Marangoni对流和浮力效应的强弱趋势;而脉冲宽度直接决定了对流机制的形成条件,对焊缝的形成影响显著;脉冲频率的改变决定了相对热作用时间,影响了熔池对流条件,进而影响焊缝形貌特征。
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- 关键词：激光应用HASTELLOYC-276脉冲激光焊接焊缝形貌
- 核主泵屏蔽套用薄板激光焊接变形预测及调控
- 第三代核电站(AP1000)反应堆冷却剂泵（核主泵）采用了屏蔽式电机，而屏蔽式电机中屏蔽套的制造质量是保证核主泵安全可靠运行的重要基础。屏蔽套主要由哈氏合金(Hastelloy C-276)薄板经过剪裁和焊接工艺制造而成...
- 郭玉泉
- 关键词：脉冲激光焊接有限元模型
- 钛基体激光直接熔覆ZrO_2涂层实验研究被引量：1
- 2012年
- 采用激光同轴送粉工艺在钛基体上直接熔覆ZrO2陶瓷涂层,研究不同工艺参数对单道熔覆层熔覆质量的影响规律;采用光学显微镜观察陶瓷涂层的微观组织,并采用电子探针技术分析基体和ZrO2陶瓷结合区成分分布;利用XRD分析激光熔覆前后ZrO2陶瓷物相变化情况.结果表明:在一定的功率范围内,熔覆层宽度受激光功率的影响不大,熔覆层高度和基体熔化深度随工艺参数的变化呈现一定的规律性;ZrO2和Ti基体结合区形成很好的成分梯度渐变过渡,陶瓷微观组织为细小的枝状晶组织;激光熔覆ZrO2陶瓷后,单斜相(m相)衍射峰强度相对减弱.
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- 关键词：激光熔覆陶瓷涂层氧化锆
- 激光偏移量对Hastelloy C-276/316L焊缝腐蚀性能的影响被引量：2
- 2015年
- 使用Nd：YAG连续激光对Hastelloy C-276/316L薄板进行异质焊接实验,分析不同激光偏移量下焊缝元素含量变化规律,借助极化曲线、电化学阻抗谱研究不同激光偏移量下焊缝在盐酸溶液中的抗蚀性能。结果表明：调节激光偏移量Fe、Ni和Mo含量变化明显,而Cr含量无明显变化;当激光向Hastelloy C-276偏移0.1~0.3 mm时,焊缝中主要元素含量变化较小,腐蚀电压、电荷转移电阻最大,腐蚀电流密度最小,焊缝腐蚀趋势、腐蚀速率最小,焊缝抗蚀性能较好;当激光向316L偏移0至0.2 mm时,焊缝中Fe元素逐渐增加,Ni、Mo元素含量逐渐下降,焊缝的腐蚀电压、电荷转移电阻递减,腐蚀电流密度递增,焊缝的腐蚀趋势、腐蚀速率逐渐增大,焊缝抗蚀性逐渐减弱。
- 吴东江范聪刘士博马广义郭玉泉牛方勇郭东明
- 关键词：HASTELLOY电化学腐蚀
- Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接残余应力和变形的数值模拟和实验研究(英文)被引量：6
- 2014年
- 为了揭示0.5 mm厚度Hastelloy C-276薄板脉冲激光拘束焊接的热力学行为,借助ANSYS软件建立了三维有限元模型。实验测量了焊接温度历程和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。基于该有限元模型,采用改变夹具拘束条件的方法,进一步研究了拘束距离对Hastelloy C-276薄板焊接瞬态应力和塑性应变、残余应力及变形的影响规律。结果表明,温度历程和残余变形的模拟结果与实验结果吻合较好;拘束距离对瞬态塑性应变的大小有显著影响,进而改变了残余应力及变形的分布和大小。随着夹具拘束距离从20 mm减小到4 mm,除了纵向残余拉伸应力外,横向残余拉伸应力和位移的峰值以及角变形的大小都呈减小的趋势。相对较小的拘束距离可以作为抑制横向残余拉伸应力和角变形的高效低成本方法,但对纵向残余拉伸应力有不利影响。
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- 关键词：脉冲激光焊接残余应力
- 超薄Hastelloy C-276脉冲激光焊接接头的拉伸性能被引量：11
- 2013年
- 采用脉冲激光焊接技术实现了0.5mm厚度HastelloyC-276屏蔽套材料对焊连接,得到的焊缝宽度小于1mm,分析了焊接接头的拉伸性能,同时采用微区XRD分析了拉伸断口HastelloyC-276相变特征。结果表明:焊接接头的屈服极限相对于母材并未改变;而抗拉强度有一定程度的降低,为母材的88.6%,在断口处并未发现明显脆性相。焊接接头的屈服极限与母材基本相当,主要由于焊缝处的晶粒细化效果提高了材料的屈服极限,起到了与母材固溶强化作用相似的作用;而焊接接头抗拉强度的降低主要是由于拉伸过程更利于产生应力集中,促进微观裂纹的形成,进而加速材料的破坏。
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- 关键词：脉冲激光焊接XRD
