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高能束流特种加工技术发展概况
来源:阿里彩票    发布时间:2021-02-11 20:54:01

阿里彩票登录-高能束加工技术是当今生产技术发展的前沿领域,是武器装备研制不可或缺的特殊加工技术。 高能束加工技术是利用以光量子、电子、等离子体为能量载体的高能密度束来展开加工材料和部件。 它是典型的多学科交叉领域,研究内容非常丰富,涉及光学、电、热力学、冶金学、金属物理、流体力学、材料科学、真空学、机械设计与自动控制及计算机技术等多门学科。 其主要技术领域有激光束加工技术、电子束加工技术、离子束及等离子体加工技术及高能束填充加工技术等。

一、国外高能束加工技术的发展概况美,日及西欧发达国家在七八十年代将高能束加工技术列为先进设备生产技术最重要的组成部分并作为适当的工业发展计划,先后正式成立了适当的研究开发研究机构。 日本的大阪大学、德国亚琛大学的焊接研究所、英国的焊接研究所、法国的焊接研究所、乌克兰的伯顿焊接研究所等都有高能束加工研究中心。

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通过上述研究中心的实地调查和资料研究,可以展示高能束加工技术的未来发展趋势。 (1)电子束加工技术电子束加工技术的主要应用是电子束焊接(EBW ),经过30多年的发展,现在已成为比较成熟期的技术,处于稳定发展,不断扩大应用的阶段。 目前的研究集中在焊接动态跟踪、电子束冷却温度场计算机模拟计算、大功率二极管枪的研究(间热式阴极、高压静电维护)、电子束能量密度测量、电子束焊接专家系统等方面,进行了研究主要是大气条件下电子束焊接的设备和工艺的研究以及电子束焊接大厚度的研究另外电子束加工设备的开发使用更小型的高压电源,使用现代先进设备的计算机控制和工业电视监视等技术,商品化的EBW设备电子束物理气相沉积(EB-PVD )技术在航空发动机制造业越来越受到重视。 在俄罗斯、乌克兰等地,该技术被用于航空发动机机翼的隔热涂层、机翼的生产、金属材料的制造等。

值得一提的是,乌克兰伯顿焊接厂的(EB-PVD )设备已经构成了实验室型、中试生产型和批量生产用的系列产品。 俄罗斯库兹涅佐夫设计局从1978年开始将该技术应用于HK系列发动机叶片的生产,在其批量生产工厂增加了3台设备。

现在这项技术越来越受到西方的高度评价。 例如,美国PW公司和乌克兰伯顿焊接所正式成立了这项技术的合资公司,尽快在美国开展这项技术。 (二)激光加工技术十年前激光的工业应用主要应用于切断(70%以上的激光加工机被用作切断)和制孔,但近年来激光焊接备受瞩目。

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薄物焊接主要用作宇宙产业和汽车业,激光焊接的大厚物主要用作核工业、造船、石油、军用车辆、越野车等。 英国焊接研究所和法国焊接研究所对激光焊接的较大厚度展开了45KWCO[_2]激光焊接,焊接钢厚度的期望值为50mm。 目前,在等离子激光填充焊接、氩弧焊接激光填充焊接、激光质量检测技术的基础(如温度场、等离子体监测等)等方面,对激光加工技术的机理展开了积极的研究。 在应用方面,主要利用激光焊接镀锌板、铝板、核电站风机管道、高压气瓶、管线等,激光切割的应用领域和材料范围也更广。

激光加工设备在工业上最少的是横流4~6KWCO[_2]加工机,相反向数十千瓦的大电力方向发展。 近年开发的蔓延加热CO[_2]平板激光具有成本低、效率高、质量好的优点,有普遍的应用前景。 YAG激光器的脉冲式功率仅次于1KW,连续式功率仅次于4KW,预计发展中的双管YAG激光器到1998年平均为5KW。 另外,半导体激光器成本低、寿命短,旋转被用于汽车等工业生产线。

激光冲击硬化中使用于调质YAG激光,但铜蒸激光最初是用于分离同位素元素的,非常适合激光冲击硬化等工艺。 (三)等离子加工技术近代高新技术的发展,特别是航空航天高新技术发展的市场需求机车,为等离子加工技术提供了活力。 等离子切割、等离子焊接、等离子喷涂以及等离子源离子注入和离子光刻技术得到了迅速的发展。

在国外等离子体加工技术的研究和应用受到相当高的评价。 俄罗斯新西伯利亚科学分院熟知等离子体射流的研究,推动了等离子体矩的发展,开发了等离子体设备软件。 乌克兰伯顿焊接研究所在超音速火焰喷涂、微束等离子喷涂、爆炸喷涂等方面积极开展了许多研究,并应用于工作中。

90年代以后,等离子束流加工技术从航空航天动力装置类似功能涂层的真空喷涂发展成为特殊的整体机构零件,即等离子喷涂成形技术。 等离子体加工技术转移到21世纪后,预计不会有新的发展。 二、中国高能束加工技术的现状、与国外的差距及不应该采取的对策60年代,为了加强高能束加工技术的研究,经国防科学工业委员会批准,在中国航空工业总公司第625研究所“高能束加工技术国防科学这个实验室将激光加工技术、电子束加工技术和等离子体加工技术一体化,是中国唯一同时享受三种加工技术的研究单位。

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它的建立给我们创造了良好的研究环境给中国高能束加工技术的发展带来很大的发展。 “高能束加工技术重点实验室”的三个专业(激光、电子束、等离子体)在过去30年间,无论在机理研究还是应用研究中都积极开展了大量工作,为中国高能束加工技术的发展做出了相当大的贡献。 其成果在我国新型航空动力装置的研究开发和生产应用中得到了有价值的应用。

电子束焊接被用作宇宙产业,激光切割、激光热处理、激光表面改性等被用作汽车和冶金工业,等离子喷涂、离子光刻等也被很多部门使用。 像激光磁带技术一样,解决了现在高性能发动机叶片上的数千万个气膜加热孔的加工问题,使涡轮前温度上升了300~350,使发动机上升了20%~30%。 优质电子束焊接解决了新型航空发动机压缩机整体转子、燃烧室、厚壁钛合金壳体等焊接的关键技术,节约了大量的机械连接,使结构重量降低了10%~20%。

等离子喷涂技术用于发动机的隔热涂层和密封涂层,提高了发动机的性能。 我国高能束加工技术与世界先进设备水平相比有相当大的差距。 (1)基础研究太了解了,说明人员素质低,研究水平还不低。 (2)质量管理技术研究少,手段不足。

(3)科研设备总是处于领先状态。 (4)工程应用的转换速度很快。 这些因素不会影响我国高能束加工技术的发展,所以我们想采取切实可行的措施,大力克服困难,追踪世界先进的设备水平,缩小差距。 具体措施如下:1.融合研究,积极开展国际合作,提高高能束加工技术的科研起点。

海外发达国家在高能束加工技术研究方面有很多成功经验和先进设备的手段,因此通过融合我们的研究方向,积极开展合作,我们可以在短期内控制世界发展的新动向,提高科学研究的起点。 2 .根据“市场需求机车,推进科学技术进步,凡事皆宜”的方针,积极开展重点方向的基础和应用。 高能束加工技术的研究领域和应用方向很广,国情(经费、时间等)不允许我们研究工作面齐全,根据工业部门特别是国防工业的市场需要制定适当的技术研究方向,同时积极开展一些适当的基础研究3 .实施“对外开放、流动、牵引”的运行机制。

“高能束加工技术重点实验室”是积极开展高能束加工技术研究的基地,只有实施对外开放、流动、牵引的运行机制才能切实发挥其成果,其他研究院所、学校有志之士来到这里积极研究三、中国高能束加工技术的研究方向及“高能束加工技术重点实验室”“九五”期间的科研工作(一)研究方向中国高能束加工技术的研究方向主要集中在以下三个方面: (一)新型材料及无加工材料武器装备新结构的激光束、电子束、等离子束的新加工方法及重要工艺装备研究(三)提高高能束源性能及加工过程控制和质量监控技术的研究。|阿里彩票登录。

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