高强钢/镁合金异质材料车身激光-电弧复合拼焊技术应用基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1960111
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E04.矿业与冶金工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

To obtain high-strength steel/magnesium (Mg) alloy tailor welded blanks for the demand of high-reliability and high-efficiency tailor-welding technology, this project proposes “nano-metallic compound-base solid solution + Fe-base solid solution” interface design between high-strength steel and Mg alloy at high interfacial reaction temperature and proposes a new idea for plastic toughness strengthening, aiming at the bottleneck problem of poor plastic toughness of welded joints caused by hard and brittle metallic compounds at high-strength steel/Mg alloy interface. The formation conditions and metallurgical mechanism of “double solid solution interface” between Mg/steel are clarified by studying the formation law of Mg/steel laser-arc hybrid butt-fusion welding, the behavior of element diffusion, reaction and phase precipitation at high interface reaction temperature. The performance enhancement mechanism of Mg/steel “dual solid solution” joints is revealed by analyzing and verifying the effect of lattice distortion on the interface plasticity and toughness, and by explaining the matching mode between lattice distortion and Mg/steel matrix interface. Based on the above research, this project develops high-strength steel/Mg alloy heterogeneous metal laser-arc hybrid tailor-welding technology and its matching welding materials, which would provide theoretical and technical support for the design and manufacture of high-strength steel/Mg alloy body tailor welded blank parts.
以车身高强钢/镁合金拼焊板制备对高可靠高效拼焊技术需求为牵引,针对高强钢/镁合金界面硬脆金属化合物导致焊接接头塑韧性差的瓶颈难题,本项目提出高界面反应温度下高强钢/镁合金“纳米金属化合物基固溶体+Fe基固溶体”界面设计及塑韧性强化新思路。通过研究钢/镁激光-电弧复合对接焊焊缝成形规律,高界面反应温度条件下元素的扩散、反应以及相析出行为,阐明镁/钢“双固溶体界面”形成条件及冶金机理;通过分析和验证晶格畸变效应对界面层自身塑韧性及其与钢/镁基体界面匹配模式的影响,揭示镁/钢“双固溶体”焊接接头的强韧化机制。在上述研究基础上,开发出高强钢/镁合金异质材料激光-电弧复合拼焊技术及配套焊接材料,为高强钢/镁合金车身拼焊板零部件设计和制造提供理论和技术支撑。

结项摘要

针对高强钢/镁合金界面硬脆金属化合物导致焊接接头塑韧性差的瓶颈难题,原创提出基于高界面反应温度的高强钢/镁合金“纳米金属化合物基固溶体+Fe基固溶体”界面设计及塑韧性强化新思路,开发出脉冲激光诱导电弧热源能量密度和能量梯度的精确调控方法,发明了高界面反应温度高强钢/镁合金激光诱导电弧熔化焊技术,解决了焊接过程中钢基体瞬时熔化(峰值2249℃)与镁合金熔池(沸点约1100℃)稳定共存的工艺难题,提出了稳定焊接成形条件,实现高强钢/镁合金对接熔化焊接头拉伸强度从镁合金母材的50%提高到95%以上,为国内外报导的最高值,使高强钢/镁合金异种金属焊接结构的工业应用成为可能。.通过利用双聚焦离子束、高分辨透射电镜、边-边匹配模型和O点阵模型以及第一性原理计算等方法和手段,阐明了“双固溶体”界面层的热力学形成条件、生长机制(冶金机理)及合金化元素选择判据,发现并揭示了双固溶体界面存在的自适应晶格畸变效应,首次获得具有共格匹配的镁/钢对接熔化焊接头,创建了高强钢/镁合金对接熔化焊界面强韧化理论,解决了高强钢/镁合金焊接界面从“硬脆金属间化合物”向“双固溶体”以及界面层与母材从“非共格”向“共格匹配”跨越的两大瓶颈难题。.项目执行期间,通过与中国第一汽车集团股份有限公司合作,设计并制备出高强钢/镁合金车门内板典型结构件样件;通过与华为合作,开发出了笔记本电脑转轴以及键盘支架等典型不锈钢/镁合金异种金属焊接结构样件,展现出了广阔的应用前景。.在本领域高水平学术期刊发表学术论文16篇,其中被SCI检索11篇、被EI检索16篇;已获授权发明专利7项、公开发明专利8项,其中获得日本授权发明专利1项,申请美国发明专利2项;获得中国专利奖银奖1项;作为承办单位连续三年主办焊接国际论坛会议(2020-2022),连续两年被评为中国机械工程学会“最具学术影响力会议”称号;通过本项目研究工作,培养博士研究生2人,硕士研究生6人。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(15)
The effect of low-power laser on micro-forming of 316 stainless steel additive manufacturing part
低功率激光对316不锈钢增材制造零件微成形的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jmapro.2021.05.060
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Journal of Manufacturing Processes
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Zhang Zhaodong;Li Zongyu;He Yajing;Song Gang;Liu Liming
  • 通讯作者:
    Liu Liming
Research on 316 stainless steel low-power pulsed laser-induced arc additive manufacturing by different deposition routes
不同沉积路径316不锈钢低功率脉冲激光电弧增材制造研究
  • DOI:
    10.1080/09507116.2022.2152761
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Welding International
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhaodong Zhang;Qipeng Wang;Zongyu Li;Xu Wang;Gang Song
  • 通讯作者:
    Gang Song
Effect of partial rolling on the microstructure and mechanical properties of laser-TIG hybrid welded joints of 7075-T6 aluminum alloy
部分滚压对7075-T6铝合金激光-TIG复合焊接头显微组织和力学性能的影响
  • DOI:
    10.1007/s00170-022-09287-w
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gang Song;Zejie Wang;Zhenfu Liu;Liming Liu
  • 通讯作者:
    Liming Liu
沉积路径对激光诱导MIG增材2319铝合金的影响
  • DOI:
    10.3788/cjl202249.1402205
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    靳佩昕;张兆栋;马紫成;宋刚;刘黎明
  • 通讯作者:
    刘黎明
电弧电流对AZ31B/DP980激光诱导电弧焊接接头成形及力学性能的影响
  • DOI:
    10.11868/j.issn.1001-4381.2021.001051
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋刚;李传瑜;郎强;刘黎明
  • 通讯作者:
    刘黎明

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其他文献

智慧城市背景下的数据治理框架研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋刚;张楠;朱慧
  • 通讯作者:
    朱慧
激光—TIG复合热源焊接参数对镁/钢异种材料焊接接头的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    焊接学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘黎明;宋刚;单闯
  • 通讯作者:
    单闯

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基于“低热输入焊接+原位变形强化”的铝合金焊接接头强塑性协同提升基础研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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