第1章绪论1

1.1轻合金材料特性及应用1

1.1.1镁合金的特性及应用1

1.1.2铝合金的特性及应用4

1.1.3钛合金的特性及应用6

1.2轻合金装备修复强化的特点8

1.3轻合金修复强化的技术体系8

参考文献14

第2章轻合金的典型失效模式17

2.1轻合金的失效模式17

2.1.1腐蚀失效17

2.1.2变形失效18

2.1.3断裂失效18

2.1.4磨损失效19

2.2镁合金零部件的典型损伤19

2.3铝合金零部件的典型损伤21

2.4钛合金零部件的典型损伤24

参考文献25

第3章低温超声速喷涂技术26

3.1技术概述26

3.1.1技术内涵与特点26

3.1.2设备系统与工艺因素28

3.2低温超声速喷涂沉积成形过程的数值模拟31

3.2.1几何模型的建立32

3.2.2有限元模型的建立及边界条件32

3.2.3单颗粒碰撞过程的数值模拟结果及分析33

3.2.4基底层成形过程的数值模拟结果及分析38

3.2.5多层连续成形过程的数值模拟结果及分析41

3.3低温超声速喷涂射流过程的数值模拟42

3.3.1喷涂射流区模型42

3.3.2喷涂射流区模拟46

3.3.3喷涂两相流模拟49

3.3.4低温超声速喷涂工艺设计52

3.4镁合金表面Al基合金涂层的组织结构表征53

3.4.1涂层表面截面形貌观察53

3.4.2涂层微观组织结构分析58

3.4.3涂层中氧元素含量测定60

3.4.4涂层化学元素价态判定61

3.5粉体特性对涂层组织和性能的影响63

3.5.1Si元素对Al基合金涂层组织的影响64

3.5.2Si元素对Al基合金涂层性能的影响75

3.5.3粉体粒径对Al-13Si涂层组织的影响87

3.5.4粉体粒径对Al-13Si涂层性能的影响94

3.6工艺特性对涂层组织和性能的影响105

3.7应用实例107

3.7.1低温超声速喷涂工艺流程107

3.7.2典型镁合金损伤件修复强化109

参考文献110

第4章电弧熔敷-数控铣削复合成形技术112

4.1技术概述112

4.1.1技术内涵与特点112

4.1.2设备系统与工艺过程113

4.2电弧熔敷近净成形的形态控制116

4.2.1单层单道成形焊道的形态调控116

4.2.2基于神经网络的单层单道成形焊道截面形态函数建模134

4.2.3单层多道成形焊道的形态调控138

4.3数控铣削净成形的表面质量控制149

4.3.1基于回归分析的净成形加工表面质量预测模型150

4.3.2基于神经网络的净成形加工表面质量预测模型154

4.3.3基于SVM的净成形加工表面质量预测模型155

4.4应用实例158

4.4.1电弧熔敷-数控铣削工艺流程158

4.4.2典型金属损伤件修复强化158

参考文献161

第5章激光-电弧复合成形技术164

5.1技术概述164

5.1.1技术内涵与特点164

5.1.2设备系统与工艺流程165

5.2镁合金表面激光-TIG单层多道熔覆层的组织与性能166

5.2.1组织形貌166

5.2.2综合性能170

5.3工艺特性对镁合金表面激光-TIG单层多道熔覆层的影响179

5.3.1送丝速度的影响179

5.3.2焊接电流的影响180

5.3.3焊接速度的影响182

5.3.4激光功率的影响183

5.3.5工艺参数的离差分析185

5.4镁合金表面激光-TIG多层多道熔覆层的组织与性能185

5.4.1组织形貌185

5.4.2力学性能186

5.4.3摩擦学性能189

5.5应用实例192

5.5.1激光-电弧复合成形工艺流程192

5.5.2典型镁合金损伤件修复强化192

参考文献194

第6章磁控电弧熔敷成形技术195

6.1技术概述195

6.1.1技术内涵与特点195

6.1.2设备系统与工艺流程196

6.2磁场空间分布与磁控电弧的数值模拟197

6.2.1励磁线圈的优化设计198

6.2.2磁控MIG电弧的数值模拟208

6.3铝合金磁控电弧熔敷的成形性研究218

6.3.1单层单道熔覆层的成形性218

6.3.2单层多道熔敷层的成形性225

6.3.3磁场特性对熔敷层表面质量的影响229

6.4铝合金磁控电弧熔敷层的组织性能优化233

6.4.1磁场特性对熔敷层显微结构的影响233

6.4.2工艺参数对母材组织与性能的影响239

6.4.3工艺参数对熔敷层组织与性能的影响245

6.5应用实例255

6.5.1磁控电弧熔敷成形工艺流程255

6.5.2典型铝合金损伤件修复强化256

参考文献260