1Cr18Ni9Ti脉冲激光焊接工艺研究

介绍了采用YAG脉冲激光器焊接不锈钢1Cr18Ni9Ti的工艺过程,通过调整离焦量、焊点重叠率、峰值功率和脉冲宽度进行试件焊接,并对焊缝熔深进行检测。试验结果表明:离焦量对焊缝熔深影响较大,负离焦量时可以获得较大的焊缝熔深;峰值功率对焊缝熔深影响最大,但峰值功率过大易出现焊接飞溅;焊点重叠率与焊缝熔深有效性密切相关,对产品密封性能影响大;脉冲宽度对焊缝熔深影响较小,对焊缝表面成形状态影响较大。针对推进系统中阀门壳体激光焊缝熔深要求,优化了工艺参数。采用上述工艺规范焊接的阀门产品已经过飞行考核。     

大熔深激光焊气孔抑制技术

针对空间发动机中频繁出现的大熔深激光焊需求,以及随之而来的工艺性气孔超标问题,在3种工艺模式下开展了气孔抑制技术研究:一为非熔透焊模式、稍快焊接速度、正向大幅提高离焦量(≥4 mm)、负方向适当倾斜入射(-10°)和辅以大功率补偿熔深;二为非熔透焊模式、普通焊接速度、正向少许提高离焦量、垂直入射、特定扫描波形(O形)、特定扫描频率(100～150 Hz)和特定扫描幅度(0.4～0.6mm);三为稳定熔透焊模式、稍慢焊接速度、表面聚焦、垂直入射、调整功率保证焊缝背宽比介于适宜范围内(0.45～0.65)。最终试验结果显示在4 mm熔深前提下,3种方法皆可将焊缝气孔率控制在5%以下,满足航天焊接标准的II级质量要求,且采用最佳工艺规范焊接的产品已通过了飞行试验考核。     

自锁阀激光焊接工艺研究

研究了自锁阀激光焊接焦点位置与焊缝熔深之间的关系、焊接速度和激光功率与焊缝熔深之间的关系,分析了随着激光功率增加,不同焦点位置的焊接过程依次经历稳定热导焊,热导焊、深熔焊交替进行的不稳定焊接和稳定深熔焊接三种模式,进而研究了稳定焊接模式下工艺参数与焊缝熔深之间的关系,得出了自锁阀在稳定焊接模式下的最佳焊接工艺规范参数.采用该激光焊接工艺规范焊接的常压和高压自锁阀焊缝外观质量、气密、液压以及焊缝氦质谱检漏试验结果全部满足设计要求.常压和高压自锁阀已经应用于嫦娥五号、探月工程、东风导弹武器系统、货运飞船、921-3推进分系统、东方红三号等推进系统的液体火箭发动机之中.     

空间发动机激光焊功率阈值研究

对空间发动机模拟件进行了激光焊功率阈值研究,结果表明:焊接速度、离焦量、光束质量、保护气体等工艺因素均与阈值区间有关,阈值区间与焊接速度和离焦量成正向关系,光束质量对阈值区间的影响需要用焊接试验的实测值来确定,保护气体成分对YAG激光焊的阈值区间基本没有影响,但吹送方式和流量对阈值区间有明显作用。在空间发动机激光焊功率阈值的理论研究与工艺试验基础之上得到了最优激光焊工艺规范,采用该规范焊接的产品已通过了飞行试验考核,由此表明:空间发动机激光焊功率阈值研究的结果是正确、合理和有效的。     

铌铪喷管延伸段激光点焊工艺研究

通过研究δ_1=1+1 mm和δ_2=1+0.7 mm两种厚度组合的Nb Hf10-1铌铪合金搭接结构圆形轨迹运动方式激光点焊焊缝熔深与焊接速度、焊缝熔深与焊接功率以及焊缝抗剪力/热输入量与试验序号之间的关系,得到了激光点焊工艺规范,安装有采用该工艺规范焊接完成的Nb Hf10-1铌铪合金喷管延伸段的发动机通过了高模试车考核。     

铝合金CO2激光-TIG电弧复合焊接试验研究

以LF6铝合金为材料,开展了CO2激光-TIG电弧复合焊接工艺试验研究。试验结果表明,与单激光或TIG电弧比较,激光-TIG复合焊接可以提高焊缝熔深,改善焊缝成形,降低气孔和下塌等焊接缺陷。在此基础上,进一步研究了不同工艺参数对焊缝成形的影响,探索了铝合金激光-TIG电弧复合焊接的可行性。     

激光脉冲圈焊工艺研究与应用

基于有限元软件MSC.MARC软件平台Hypermesh软件模块仿真模拟了激光连续圈焊和激光脉冲圈焊的温度场分布,模拟结果表明:激光脉冲圈焊可有效控制被焊工件温度场分布,焊接热影响区小,为此采用激光脉冲圈焊工艺焊接簧片式电磁阀簧片组件.研究了激光焊接频率与焊点重叠率以及激光焊接速度与焊缝强度和焊点重叠率之间的关系,从而得出了激光脉冲圈焊焊接工艺规范,即激光峰值功率Pf--300 W,激光基值功率Pj=200 W,激光焊接速度v=3.33 mm/s,激光频率f=20 Hz等,采用该焊接规范焊接完成的簧片式电磁阀已经应用于嫦娥五号探测器推进分系统、轨道器子系统以及上升器推进子系统的液体动力装置之中,并已经完成了飞行和月球探测任务.     

表面张力贮箱电子束焊接工艺研究

对球形表面张力贮箱装配精度与表面张力贮箱焊缝熔深及形貌之间的关系进行了研究,得到了电子束焊接工艺规范。该规范为:采用虚焦电子束焊接工艺,聚焦束流虚焦30 m A,焊缝锁底部位宽度0.7 mm,焊接束流23 m A,焊接速度1 200 mm/min,焊接熔深2.4~3.3 mm。采用该规范焊接的表面张力贮箱通过了振动、液压、声发射等试验考核,表面张力贮箱满足设计要求,并通过了地面热试车考核。     

钛合金T型接头激光深熔焊温度场数值模拟

激光深熔焊接温度场分析对于焊接应力、变形与接头组织性能预测,优化焊接工艺,保证焊接结构的制造质量等方面具有重要意义。针对激光深熔焊特点,采用组合热源模型与瞬态有限元方法,通过确定合理的能量分配系数,依据熔池边界准则,对钛合金T型接头激光深熔焊的三维温度场进行了模拟研究。     

A-TIG焊接技术在奥氏体不锈钢焊接中的应用研究

简要介绍了A-TIG焊接的工艺特点和国内外发展概况。研究了A-TIG焊接技术中活化剂对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢焊缝熔深的影响。分别考察对比了不锈钢A-TIG焊及普通TIG焊焊接后所得两种焊缝的机械性能、化学成分、金相组织、铁素体含量及焊缝抗晶间腐蚀性能。结果表明：A-TIG焊接具有与TIG焊间等优良的焊缝质量，并可大幅度地增加焊缝的熔透量，提高焊接效率。     

铝合金焊缝成形的神经网络建模

利用神经网络对LF6铝合金的焊缝成形进行了建模，同时运用模糊推理的方法对神经网络的预测功能进行了扩展。首先根据实际确定焊缝的成形参数为正面熔宽、正面熔高、背面熔宽、背面熔高，焊缝成形的控制参数为对接间隙、送丝速度、焊接速度、焊接电流；采用正交试验设计的方法设计试验，使用较少的试验数据来获取焊缝成形信息。然后，进行试验，利用试验数据来对神经网络进行训练。采用BP算法对焊缝成形控制参数空间和焊缝成形参数空间进行了函数逼近，建立了BP网络模型。此模型能够对位于焊缝成形控制参数空间内的输入参数进行高精度的预测，对焊接参数进行修正以获得良好的焊缝成形，并可减少焊接试验次数。     

钛合金TA10焊接技术在燃料储罐上的应用

为了摸索TA10钛合金的焊接工艺技术,通过大量的焊接工艺试验及分析,拟定合理的焊接工艺参数,同时根据TA10钛合金的焊接特点,设计了大量的气体保护装置,将焊缝与热影响区在焊接及焊后冷却过程中温度高于300℃的区域置于氩气的良好保护之下,经过焊接工艺评定试验验证,最终确定了钛合金TA10焊接最佳的焊接工艺规范参数,焊缝表面的保护效果、氧化程度、焊缝X射线检测结果、熔敷金属化学成分及焊缝力学性能等各项技术指标均达到了设计要求,保证了产品的焊接质量。     

扩压器钎焊工艺

扩压器为焊接结构,钎焊缝多达157处,产品生产过程中容易因焊缝缺陷导致超差和报废,因此保证焊缝质量、气流通道尺寸等成为产品的工艺难点。通过确定合理的钎焊工艺参数,设计焊接工装,控制零件精度、装配质量以及后续热处理等方法,满足了产品设计要求。     

1Cr11Ni2W2MoV壳体的焊接工艺研究

某型号火药起动器壳体采用新材料1Cr11Ni2W2Mo V,需要进行焊接工艺研究。针对此产品进行了自动TIG焊工艺试验,对比了S-659和HGH367两种焊丝以及不同焊接电流、焊接速度配合所焊焊缝的组织及性能。结果表明,采用S-659焊丝以及大电流高速焊的"大规范"的焊接参数所焊焊缝,成形、组织及性能均更优,焊缝质量满足QJ1842-95Ⅰ级要求。在此基础上进行了产品模拟件及正式产品的焊接,所焊产品经X光检查合格,液压、气密试验考核合格,满足使用要求。     

5A06铝合金薄壁贮箱焊接

材料为5A06铝合金的贮箱组件存在壁薄、结构复杂、尺寸大且容易变形，在试验中多次出现低压力爆破现象。为提高焊缝强度，满足产品焊接质量要求，对焊接工艺过程中焊接线能量对强度的影响进行了分析，对比了变极性手工TIG与自动TIG焊接方法，并改进了焊接结构。试验采取的措施有效地提高了产品的焊缝强度，满足了产品焊接质量要求。     

表面张力贮箱电子束焊接工艺研究

通过研究对接式和搭接式焊缝试板电子束流与焊缝熔深之间的关系、焊接顺序与角变形高度之间的关系,得出了表面张力贮箱前(后)舱推进剂管理装置上(下)组件电子束焊接工艺规范,即加速电压为60 kV,焊接速度为500 mm/min,工作距离为300 mm,电子束流为6 mA,聚焦电流为2.11 A,电子束偏移量为0.1 mm的焊接工艺规范.采用该工艺规范焊接的表面张力贮箱前(后)舱推进剂管理装置上(下)组件焊后和振动试验后的泡破点实测值满足设计要求.该表面张力贮箱已用于某型号上面级液体发动机.该发动机已通过了地面热试车考核.     

电子束焊接熔池流场数值模拟研究

基于电子束焊接"钉型"焊缝特征,建立了高斯面和旋转高斯衰减体复合热源模型,采用ANSYS FLOTRAN CFD有限元软件,对焊接熔池流场进行了数值模拟,研究了熔池内液态金属在温度场作用下涡漩流动过程,电子束、熔池、液态金属蒸汽之间相互作用关系,电子束匙孔效应、匙孔壁能量传递方式,熔深方向液态金属流动机理等;将316L不锈钢热物性参数输入复合热源模型,通过仿真计算,得到了316L不锈钢焊接工艺规范,即加速电压为60 kV,电子束流为30 mA,焊接速度为8 mm/s,采用该规范焊接的316L不锈钢试件焊缝拉伸强度为425 MPa,满足设计要求。通过对比数值模拟与实际焊接结果表明:模拟熔池形貌与实际焊缝形貌一致,数值计算结果与焊接试验结果相吻合,从而证明复合热源模型是正确和适用的。     

多层波纹管焊接接头设计与焊接工艺研究

介绍了多层波纹管焊接接头结构形式,分析了多层波纹管的焊接工艺性及工艺难点。采用滚焊+熔焊的焊接工艺,解决了焊接后焊缝气孔缺陷、熔深浅的问题。改进后的批产试验件焊缝一次交检全部达到I级标准,并通过地面单元试验考核。     

铝合金材料的高质量电弧焊接新工艺

针对铝合金材料电弧焊接加工存在的问题,研究开发出了一种新型的超快速变换复合超音频脉冲方波变极性氩弧焊接方法,并将其用于5A06、2A14和2219等多种铝合金材料的焊接试验加工过程。研究结果表明,采用复合超音频脉冲方波变极性钨极氩弧焊接工艺进行铝合金材料焊接加工,可有效减少甚至消除焊缝气孔等缺陷,显著改善和提高焊接接头力学性能,从而获得满意的电弧焊接质量。     

四刃交汇切刀的磨削工艺研究

针对电爆阀切刀的结构特点及质量要求,在分析切刀磨削难点的基础上,对切刀磨削方案,磨削过程控制及磨削注意事项进行了全面分析,得出了最佳的切刀磨削工艺方法。采用该磨削工艺方法进行切刀磨削试验和切刀切破膜片试验,试验结果均满足设计要求,证明了此磨削工艺能够生产出合格的四刃交汇切刀。