激光深熔焊接过程中产生的弧光,等离子体和金属蒸汽等会对熔池图像造成干扰,分析光谱仪采集激光焊接奥氏体不锈钢时产生的光谱,采用合适的滤光片及衰减片构成的复合滤光组件,抑制干扰信号对熔池图像的影响。搭建同轴被动式直接视觉传感系统,对匙孔图像与焊缝截面形状进行了研究。实验结果表明,中心波长为808nm的滤光片和60%透过率构成的复合滤光组件可以有效地消除强光干扰,获取到激光焊接清晰的匙孔及穿透孔图像信息。当匙孔未穿透工件时,焊缝截面形状为"Y"形或者"I"形,匙孔图像显示为完整的白色圆形亮斑;一旦有足够的热输入,使匙孔穿透工件,焊缝背面瞬间形成穿透孔,匙孔图像中央出现低灰度的黑斑,焊缝截面形状为"X"形。

由于工程陶瓷材料优异的力学性能和物理特性,导致其加工难,加工效率低等特点;基于一维纵向超声振动的基础上加入扭向振动,复合的振动模态同时施加在加工刀具上,因而改变了刀具加工时的运动轨迹,致使其对工件的去除机理产生变化;基于材料断裂力学等理论,建立侧面磨粒的磨削力模型,并进行普通磨削加工和纵扭超声磨削加工氧化锆陶瓷表面的测力实验进行验证,实验结果表明纵扭超声加工的磨削力相比普通磨削加工的磨削力,显著减少且变化规律大致相同。

吸液芯结构是微热管的重要组成部分,其对微热管传热性能起到关键作用。目前,随着微热管的微型化,多种新型吸液芯结构相继提出,有效的拓宽微热管的应用领域。激光刻蚀法已成为制备微热管微型沟槽的高效可行法。借助激光刻蚀技术优势制备出微热管复合沟槽吸液芯,分析复合沟槽结构具有良好的表面质量;然后建立复合沟槽吸液芯毛细压力轴向分布数学模型,得出微热管内毛细压力沿轴向分布情况,证明复合沟槽提供较大的毛细压力,从而具有优异的传热性能。

采用光纤激光对304奥氏体不锈钢进行焊接,获得成型良好的激光焊接接头,利用光学显微镜、超景深、显微硬度计等分析检测手段,对304不锈钢焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征进行了研究并进行相应的分析。结果表明,在激光焊接过程中,由于焊缝冷却速度较快,焊缝组织主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,焊缝中心组织以等轴晶为主,热影响区不明显;接头硬度分布不均匀,焊缝处硬度最高,热影响区未发生明显软化;焊接接头抗拉强度为711.5MPa,接头拉伸后断于焊缝,拉伸性能达母材拉伸性能的97.5%,可应用于各种工程。

采用光纤激光器对6mm厚的304不锈钢进行焊接试验,通过对不同工艺参数下的焊接接头显微硬度、拉伸性能及显微组织进行测试与观察,研究激光功率、焊接速度对焊接接头中心等轴晶晶粒大小、柱状晶宽度的影响规律以及力学性能的影响规律。结果表明焊接接头硬度都比母材大,热影响区的硬度与母材接近;增大激光功率或减小焊接速度,焊缝柱状晶宽度以及中心等轴晶晶粒都逐渐增大,焊缝显微硬度逐渐减小,焊缝抗拉强度先增大后减小;当激光功率为2.9KW时,焊缝抗拉强度达到最大值711.5MPa,抗拉强度与母材强度接近,继续增加激光功率,焊缝组织粗化,焊接接头抗拉强度降低。

超声加工技术是在传统制造加工技术中,对工件或者工具施加沿一定方向的可控的超声频振动而形成的一种新型加工技术,其具有提高加工工件表面质量、减小加工工具磨损、降低加工区域温度及减少切削力等诸多优点。介绍了超声加工技术在超声振动系统、加工工艺参数、超声复合加工和深小孔加工等方面的研究进展,概括了各项研究的加工特点。综合近年来对超声加工技术的研究进展,分析了对超声加工技术研究中存在的待解决问题,并阐述了未来超声加工技术的发展趋势。

微热管作为一种新型的热管技术,被广泛应用于航空航天、军用武器等领域,是解决高热流密度电子元器件散热的主要途径之一。槽道微热管凭借其结构简单、导热性能优越、等温性能优良等优点,近年来受到国内外学者的广泛关注,已成为热管技术中重要的发展方向和研究热点。介绍了槽道微热管在新型吸液芯结构、传热性能、吸液芯制备工艺等方面的研究进展。综合近年来对槽道微热管的研究进展,分析了槽道微热管研究中存在的待解决问题,并阐述了未来槽道微热管的发展趋势。

研究了不同形状和不同结构尺寸的表面微织构陶瓷刀具切削45#淬火钢后，陶瓷刀具的前刀面月牙洼磨损形貌和后刀面磨损量，进而分析表面微织构对陶瓷刀具的作用机理和不同表面微织构的影响。其中，分别针对无微织构和三种不同形状，不同深度、宽度和间距的表面微织构陶瓷刀具做了单因素切削实验。实验结果表明，具有表面微织构的陶瓷刀具切削性能优于无微织构陶瓷刀具，过大的深度、宽度和间距反而不利于刀具前刀面的减摩。刀具表面微织构深度为10μm、宽度为25μm、间距为50μm时．与切削刃平行的横向微织枸陶瓷刀具的切削性能最好，即该表面微织构的减摩效果最明显。

外加超声电源激励产生的复合振动输出模态作用于加工刀具上,从而改变实际超声加工过程中刀具相对于工件之间的运动状态,出现不同于传统磨削加工的运动特性,由运动合成原理,在分析纵扭复合振动作用下刀具切削运动轨迹特征及由此产生的加工特性下对普通磨削加工和复合振动超声加工进行磨削工程氧化锆陶瓷材料表面试验,提出了超声加工运动形式的不同所体现出的工艺优势,理论与试验结果表明超声振动下独特的运动形式体现出的加工特性会促进切屑排除,使得刀痕沟槽均匀,改善加工表面质量,突出超声加工工艺方法应用于精密及超精密加工的重要意义。

针对传统加工方式的不足,提出使用激光刻蚀微热管复合沟槽的方法.基于正交试验方法优化复合沟槽激光刻蚀工艺参数组合,通过极差分析法绘制了各试验因素与各试验指标之间的关系曲线图,得到各试验因素对刻蚀效果的影响程度,并以此为基础优化激光工艺参数,进行微热管复合沟槽激光刻蚀工艺优化研究.试验结果表明各试验因素对最大毛细压力的影响大小顺序依次为激光重复频率、平均功率、扫描速度、扫描次数.采用优化后的工艺参数进行试验研究,当激光平均功率为20W,重复频率为40kHz,扫描速度为150mm/s,扫描次数为25次时,微热管复合沟槽为液体工质循环提供的最大毛细压力较优,为157282×σPa.