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美国开发出检测激光焊接微观缺陷的技术
2019-07-02

[据本站综合报道]激光焊接、激光增材制造等高功率激光金属加工过程中,广泛存在溅射现象,由溅射引起的微观缺陷很难被发现,修复这些缺陷会增加制造本。原位检测技术(通常使用可见光或X射线成像)无法全面掌握高速溅射现象。近日,密苏里科技大学、阿贡国家实验室和犹他大学的研究人员发文于《物理评论》,称其开发出一种“高速X射线影像技术”,可有效检测制造过程中由激光溅射引起的微观缺陷。

研究人员使用兆赫兹量级的单脉冲同步加速器X射线成像器,探测了具有微米空间分辨率和亚纳秒时间分辨率的钛合金(Ti-6Al-4V)的溅射行为。结合定量图像分析以及数值模拟,揭示了一种新的激光溅射机制:在金属区域前孔壁上形成“舌形”突起的高密度溅射,导致孔边缘处熔融金属的韧带化并引起之后的溅射。该研究证实了熔融金属和蒸汽流在激光溅射过程中的关键作用,并通过对金属熔孔的精确控制实现了制造无溅射、无缺陷的金属零件。新发现的机制将有助于显著减少激光焊接产生的焊缝,增材制造产生的零件缺陷,有望在航空航天、汽车工业、医疗保健和建筑行业得到广泛应用。(北方科技信息研究所  白子龙)

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