国外超塑成形／扩散连接技术发展现状

国外超塑成形／扩散连接技术发展现状朱林崎（北京航天科技信息研究所１０００１３）超塑成形／扩散连接技术是航空航天制造领域近年来迅速发展的一种近无余量成形技术。国外ＳＰＦ／ＤＢ技术广泛应用于航空航天飞行器零部件的生产，美、英、法等国已研制出夹层结构的飞机...     

铝锂合金超塑成形/扩散连接技术研究进展

轻量化材料与结构是现代航空航天工业的发展方向。铝锂合金密度小,比强度、比弹性模量高,是理想的航空航天材料。采用超塑成形/扩散连接工艺成形的空心夹层结构零件具有整体性好、设计自由度大、成形精度高、无残余应力等优点,而且能够大幅减重、降低成本,广泛应用于航空航天领域。针对航空航天领域对新一代复杂多层结构件整体化和轻量化的迫切需求,回顾了国内外铝锂合金的发展历程,介绍了国内外铝锂合金超塑成形、扩散连接以及超塑成形/扩散连接组合技术的发展现状及其在航空航天领域的应用,指出铝锂合金表面致密稳定氧化膜是阻碍其扩散连接接头质量提升的瓶颈问题,讨论去除铝锂合金表面的氧化层以及防止新的氧化层再生的相关工艺与机理,最后展望了铝锂合金超塑成形/扩散连接技术在航空航天领域的应用前景以及未来研究方向。     

钛合金超塑成形／扩散连接四层夹层结构

介绍了用超塑成形/扩散连接组合工艺技术研制的钦合金四层夹层结构及其优点,分析了国内外动态,探讨了在我国航空航天领域的应用前景和发展趋势。     

材料工艺信息

钛铝化合物的电子束扩散连接γ钛铝化合物的传统扩散连接需要0.5～1小时，因为高温限制了施加的力，以免引起材料变形，而采用电子束进行扩散连接时，由于只在连接区加热，因此可以使用较高应力，可在1或两分钟内完成连接。这是英国TWI研究所的人员在今年2月在TMS召开的轻金属2001会议上介绍的。新的航空航天制造研究中心波音公司与英国谢菲尔德大学签订了合作建立新的航空航天制造研究中心的协议，目标是使其成为世界上最先进的材料切削技术中心。该计划得到包括英国工商部在内的私人、地方及国家资助。该中心将开发航空航天用钛及其他…     

高性能铜钢双金属多孔转子热等静压扩散连接技术

铜钢双金属转子是航空航天型号伺服系统液压泵的核心部件,随航空航天型号液压泵性能不断发展,对转子的性能及可靠性提出了更高的要求。航天材料及工艺研究所于2004年起开展了高性能铜钢双金属多孔转子热等静压扩散连接技术研究。2011年10月21日,中国航天科技集团公司组织技术专家对"高性能铜钢双金属多孔转子热等静压扩散     

航空航天焊接及成形典型技术

随着高性能飞机(新型战机、大型军用运输机、特种军用飞机和武装直升机)、太空飞行器的发展,各国政府和军方不断推出新的研究计划,投入巨额资金,发展了一系列先进的航空航天制造技术,特别是先进焊接与成形技术,其中包括搅拌摩擦焊接技术、超塑成形/扩散连接、瞬时液相扩散连接、激光复合热源连接等。     

放电等离子扩散焊技术研究现状

放电等离子扩散焊（Spark plasma diffusion bonding,SPDB）是借鉴放电等离子烧结过程中脉冲电流促进塑性变形和原子扩散等原理,综合了温度场–力场–电场对材料进行焊接,是一种高效、绿色、节能的新型扩散焊技术。放电等离子扩散焊适合于异种金属材料、难熔金属、高温陶瓷材料的焊接,在航空航天、核电,以及高端医疗装备等领域有较大的应用潜力。简述了放电等离子扩散焊技术的基本原理和设备构成,脉冲电流对界面原子扩散和界面物相形成的作用机制,对国内外学者将放电等离子扩散焊应用于材料连接的研究进行了详细介绍,最后对放电等离子扩散焊技术的未来趋势进行了展望,针对该技术的发展现状和存在的问题给出了发展方向和建议。     

航空航天先进特种焊接技术应用调查报告

<正>作为航空航天领域的关键连接技术,特种焊接技术是实现各种材料构件连接的重要途径和手段,也是实现飞行器的整体、轻质、高效目标的必由之路。为更好地满足国防工业发展的需要,全方位地了解先进特种焊接技术及设备在航空航天领域的应用现状和需求,本刊特以"航空航天先进特种焊接技术应用"为主题展开调查,力求通过我们的调查为焊接设备供应商和航空航天领域用户搭建交流平台,了解焊接用户的需求及其在推广应用中的问题,以便更好地为焊接设备供应商的产品研发、生产及销售提供参考,为用户更好地选购设备提供帮助,更好地服务于航空航天行业。     

钛合金SPF／DB工艺在飞机主承力框上的应用研究

钛合金ＳＰＦ／ＤＢ工艺作为先进制造技术，在航空航天工业中得到越来越多的应用。本文介绍了该工艺技术在飞机主承力框上应用的情况，以及与其相关的结构设计、构件制造构件力学性能研究等方面的情况。     

工艺技术

连续增强型热塑性复合材料的振动焊连续纤维增强复合材料用于航空航天、汽车制造及其他多种工业领域。先熔化再固化的性能使热塑性复合材料可采用振动焊进行连接。在此项研究中，振动焊用于连接玻璃纤维编织增强型聚丙烯板材。研究所得到的有效焊接参数，诸如熔化、焊接压力及接头几何形状等，已证明振动焊可用于连接高增强复合材料，而且其焊接强度接近于短纤维复合材料的焊接强度。工艺技术     

SPS温度对铜/镍粉/304不锈钢接头组织与剪切强度的影响

采用脉冲放电等离子烧结(SPS)制备了添加镍粉中间层的铜/304不锈钢接头,研究了焊接温度对接头组织及力学性能的影响。结果表明,以镍粉为中间层,可以实现铜与304不锈钢的扩散焊接。铜/镍界面处铜、镍互扩散形成铜/镍界面扩散层,镍/304不锈钢界面处镍、铁互扩散形成镍/铁界面扩散层,铜/镍扩散层厚度大于镍/铁扩散层厚度。在焊接压力为10 MPa、焊接温度为900℃时,铜/304不锈钢接头剪切强度最佳,为98 MPa。铜/304不锈钢接头断口形貌呈韧窝状,断裂均在镍中间层处,接头连接强度受制于镍中间层本身的强度。     

大厚度扩散焊NLU成像检测技术

针对钛合金大厚度扩散焊,基于非线性超声(Non-linear ultrasonic,NLU)原理,构建了一种NLU成像方法和检测系统,设计制备了不同的大厚度扩散焊试件,进行了NLU成像检测试验分析。检测结果表明,采用NLU成像检测方法,可实现钛合金大厚度扩散焊的超声可视化检测,最大检测厚度可达70mm。     

钛合金带筋壁板穿透焊工艺研究

从焊前准备、焊接装配、焊接保护、焊后校形、力学性能等5个方面,研究了钛合金穿透焊工艺及其焊接工艺参数,分析了焊接接头的组织性能。结果表明,充分的焊前准备、正确的焊接装配、有效的焊接保护及合理的焊接工艺参数是获得优质钛合金焊接接头的保证;焊后正确的热处理是零件保形的必要条件。     

塑料超声波焊接质量影响因素的研究进展

从焊接材料、工艺参数、焊接面连接形式等方面综述了塑料超声波焊接对焊接质量的影响规律。低熔点、高表面摩擦系数的材料容易进行焊接，焊接质量主要受焊接时间、压力等因素的影响，导能筋及连接层的引入有利于提高焊接质量，并指出了塑料超声波焊接的发展方向。     

航空专用焊接数据库及专家系统

焊接数据库及专家系统是焊接数字化体系的重要组成部分。近年来,随着航空制造业向数字化、智能化方向转型步伐的加快,吸引了越来越多的航空企业开展航空专用焊接数据库及专家系统设计与开发方面的工作。目前在航空制造领域建立的焊接数据库,已实现航空材料焊接基础数据、焊接参数数据、焊接性能数据及典型案例数据的有效存储和共享。焊接工艺设计专家系统的应用,可辅助焊接工艺文件自动设计与管理,大大缩短了焊接工艺文件编制周期;焊接缺陷诊断专家系统可根据缺陷特征判断缺陷类型,或根据缺陷类型分析缺陷成因,对控制和预防各类缺陷的产生及控制焊接质量具有重要的实际应用价值;焊接信息管理平台在数据库平台、专家系统平台以及用户权限管理基础上,实现了焊接工艺流程的在线智能化协同办公。结合航空制造业焊接数字化发展进程,在已有焊接数据库及专家系统研究的基础上,把焊接质量预测专家系统和制造业大数据分析挖掘技术运用到航空焊接数据库及专家系统设计中,将成为未来航空焊接专家系统的发展趋势。     

先进焊接技术在飞机制造中的应用

通过对国外飞机制造公司焊接技术的应用分析,明确了先进焊接技术——电子束焊、激光焊和搅拌焊技术的应用现状和使用范围,并结合西飞公司的实际情况,提出应该发展电子束焊和激光焊接技术,以弥补未来制造能力的不足;同时应重点关注搅拌摩擦焊接技术的发展动态,掌握国外该技术的应用状况和使用经验。     

真空空心阴极电弧焊接设备和工艺研究

介绍了真空空心阴极电弧焊接设备研制和焊接工艺研究情况,这是为解决钛合金容器焊接存在的飞溅问题而发明的一种先进的焊接工艺方法,在真空条件下,采用管状空心阴极,通入少量氩气,从而引燃电弧进行焊接。空心阴极焊接设备由空心阴极焊枪,真空系统,焊地电源,气体流量控制单元,总控制籍组成,文中详述了空心阴极焊枪设计,引弧试验情况及钛合金焊接工艺试验,结果表明焊接接头拉伸强度达到标准的要求,特别是与电子束焊相比,焊缝背面无焊接飞溅。     

工艺参数对2A97T3铝锂合金光纤激光焊接焊缝成形的影响

通过系统的工艺试验研究了1.2mm的2A97T3铝锂合金光纤激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响。结果表明:增大焊接热输入会使焊缝熔宽及背宽比增加,其中背面熔宽变化显著,而正面熔宽变化幅度较小;焊接热输入过大时,会出现因焊缝下塌而导致熔宽减小的现象。随着焊接速度和激光功率的增大,形成深熔焊缝的参数范围会越来越窄。在线能量相同的情况下,高速焊所获得的焊缝成形较好,热导焊焊缝硬度明显高于深熔焊焊缝的硬度。     

基于WEB的高温合金焊接工艺设计专家系统

文摘采用ASP技术开发了基于WEB的高温合金焊接工艺设计专家系统,该系统可实现高温合金利用TIG焊、M IG焊、等离子弧焊、电子束焊、电阻点焊、电阻缝焊等焊接方法的工艺自动设计,设计内容包括焊接接头设计、焊接材料选择、焊接工艺规范参数设计。同时具有可动态更新的知识库,用户可对现有的知识进行存储、检索、编辑、增删。系统具有浏览查询、在线咨询等功能,提供了友好的人机界面,良好的使用性能,并且可实现广域网内的知识共享和行业共享,在高温合金焊接领域具有一定的实用价值。     

钛合金T-型结构单面焊背面双侧成形焊接接头组织与性能

应用TIG焊、激光-TIG电弧复合焊工艺,采用单面焊背面双侧成形焊接技术对钛合金T-型结构进行焊接.对两种工艺进行金相组织、拉伸、弯曲、疲劳性能对比试验.研究结果表明,激光-TIG电弧复合焊工艺焊接钛合金T-型结构,近缝区及热影响区晶粒长大倾向明显要小于TIG焊接头,激光-TIG电弧复合焊工艺的明显高于TIG焊工艺,复合焊接的疲劳强度相比TIG焊提高约50％.因此,激光-TIG电弧复合焊工艺焊接钛合金T-型结构综合力学性能优于TIG焊接头.