铝锂合金激光焊试验研究

研究国产8090铝锂合金YAG激光焊。试验表明：在合理的焊接工艺参数下可得到优良的焊接接头，接头表面平整、光洁。单面焊能焊厚度不大于0.70mm板，双面焊能焊不大于1.4mm板。金相分析表明接头结合良好、焊缝为细晶组织、焊缝窄，热影响区小，电子探针微区域分析表明焊缝及热影响区成分几乎无变化。8090铝锂合金易产生焊接热裂纹，并易产生延迟裂纹，焊后应进行去应力处理。     

30CrMnSiA钢真空电子束焊缝显微组织及力学性能研究

通过对航空航天常用的30CrMnSi钢进行真空电子束焊接,探讨了焊接工艺参数对焊接成形性、接头显维组织及力学性能的影响。研究结果表明:1.8 mm的30CrMnSiA钢板材的真空电子束焊缝成形良好,工艺参数范围宽;焊缝显微组织为典型的板条马氏体,焊缝显微硬度高达600 HV,远高于母材的300 HV;拉伸强度达1400 MPa,在拉伸试验中,所有接头全部在热影响区断裂。     

GH3044高温合金激光熔覆焊接工艺研究

为解决航空发动机高导内机匣裂纹修复问题,采用RRW3040型激光熔覆设备对1.5mm厚的高温合金GH3044进行有间隙对接焊接,对焊接坡口间隙、激光功率、焊接速度三因素进行正交试验,得到的最佳工艺参数为间隙0.5mm、功率600W、焊接速度0.011m/s。对焊接接头进行拉伸强度测试、硬度检测、金相检查、抗弯曲测试。测试结果表明,在最佳工艺参数条件下,可得到熔合良好,无裂纹、较大气孔、夹杂等缺陷的焊接接头,接头拉伸强度平均值可达752MPa,且焊缝区域硬度和热影响区硬度相对于基体硬度的波动值范围均小于10%,焊缝区域保持了良好的塑性。     

铝和不锈钢FSW对搭接接头界面结构及性能研究

采用搅拌摩擦焊接方法,设计了基于“差高 偏置”的对搭接接头,对厚度为4　mm的 5A06铝合金和厚度为2　mm的316L不锈钢进行了搅拌摩擦焊接(Friction stir welding, FSW)焊接试验。通过观察焊缝金相形貌发现,焊接界面光滑平整,没有形成Hook钩,在焊缝靠近界面位置形成了钢颗粒增强铝基复合组织和河流状花样组织结构。通过SEM观察,铝 钢之间形成了一层厚度约为3　μm的中间过渡层。显微硬度及拉伸测试结果表明,过渡层的显微硬度较高,接头的拉伸强度达到了铝合金母材强度的89.7%。     

5554铝合金TIG焊缝组织与性能

针对厚度为10 mm的5554铝合金进行TIG焊接试验研究,分析焊缝的组织结构及力学性能.结果表明,在选用S311焊丝的焊接试样中,焊接试样的抗拉强度和屈服强度均在母材的50%左右,断后伸长率为母材的65.4%.通过拉伸断口扫描电镜观察,5554铝合金及其焊接试样的拉伸断口均为韧窝断裂断口,断裂为韧性断裂.对焊接试样各区域的显微硬度测试,显示焊缝区域硬度高于其他部位,其中熔合线和热影响区之间的显微硬度最低.并且焊接试样的整体区域硬度均比未焊接的母材低,通过试验验证,得出焊接后的退火消除应力热处理是导致这一结果的主要原因.     

多次返修对锅炉用钢20g焊接接头组织与性能的影响

通过试板度试验，研究了多次返修对锅炉用钢２０ｇ焊接头组织与性能的影响。结果表明，对２０ｇ接头焊缝进行超过３次返修以后，其焊接热影响区的常温冲击韧性ａｋ、接头抗拉强度σｂ以及焊缝金属、     

GH150氩弧焊接头组织和力学不均匀性研究

研究了ＧＨ１５０合金对接氩弧焊接头显微组织和力学性能的不均匀性，用金相分析和微型剪切试验等方法得到了该焊接接头各区域的微观组织和力学性能分布特性。结果表明，该焊接接头中存在着比较严重的微观组织和力学性能不均匀性，其不均匀程度在熔合线附近最为严重。因而认为熔合区是该焊接接头力学性能最薄弱的部位。同时，由微型剪切试验所得到的力学性能梯度曲线还表明，ＧＨ１５０合金是一种高强度材料，其韧塑性却偏低；在焊接接头各区域中的强度指标变化不大，但是焊缝和热影响区的韧塑性比母材降低较多。其中，焊缝的剪切变形率降低２１．８％，剪切功降低２５．５％。     

铝合金复合焊旁路焊接参数对焊缝成形的影响

由于铝合金线膨胀系数大,热导率高,焊接时热输入向母材一侧快速流动,在较大的热输入情况下容易使产生熔透不均匀、焊接变形、塌陷等问题。因此,本研究通过TIG-MIG复合焊试验,在改变焊接工艺参数的条件下,研究了旁路脉冲TIG中峰值电流、脉冲频率以及脉宽占空比分别对焊缝熔宽、余高和熔深的影响,并获得了参数阈值,为实现铝合金控制热输入的高效焊接提供了参考。     

铝锂合金氩弧焊与激光焊研究

研究了Ａｌ－Ｌｉ－Ｍｇ－Ｃｕ－Ｚｒ系国产铝锂合金的焊接性。研究表明，用净化的氩气保护并带拖罩的氩弧焊接铝锂合金，焊接接头及其热影响区表面仅有轻微的氧化色。金相分析表明，焊接接头结合良好，且有相当的机械性能。电子探针微区域分析表明，焊缝与热影响区及母材成分除锂未能分析，其余成分变化甚微，厚度３．５０ｍｍ试样均焊透。用ＹＡＧ激光焊，氩气保护，单面焊能焊透≤０．７０ｍｍ厚的铝锂合金板，而双面焊能焊≤１．５０ｍｍ厚的板，焊件的接头及其热影响区保持原金属光泽，焊缝窄。微区域成分分析表明，焊缝、热影响区与母材几乎无变化。     

硬质合金与结构钢钎焊结构低温力学性能试验

针对航天器产品恶劣工况对材料及连接方式高抗拉、抗剪强度力学性能的需求,设计试验验证了深低温至高温环境下真空钎焊与火焰钎焊试样拉伸与剪切性能：真空钎焊在-233 ℃条件下抗拉强度可达536 MPa、剪切强度可达260 MPa、-150 ℃时剪切强度300 MPa、常温剪切强度212 MPa,低温下剪切强度值更高且皆优于火焰钎焊对应温度下试样的结果。同时研究了真空钎焊工艺对合金钢40CrNiMoA材料性能的影响,真空钎焊工艺加工过程使材料本身抗拉强度下降约38%,表面硬度值下降约25%。并测量了真空钎焊试样200 ℃高温条件下抗拉强度为804 MPa,剪切强度为239 MPa。通过试验研究了不同焊接工艺对结构焊接后力学性能的影响,该试验结果对后续航天器结构设计工作具有一定的指导作用。     

TIG焊接TC4工艺参数对熔合区显微组织特征影响研究

利用TIG焊接材料厚度为1．2mm钛合金薄板,正反面用Ar气进行保护,要求单面焊双面成形,焊接时取几组不同的焊接工艺参数进行焊接试验,对焊接试件进行横向切割磨制成金相,利用扫描电镜（SEM）观察不同试样熔合区的显微组织,并且对它的成分进行分析,通过比较它们的显微组织特征,以便合理评价出最优的焊接工艺参数来焊接1．2mm的钛合金薄板。     

扫描波形对TC4钛合金电子束焊接焊缝成形的影响

扫描波形是电子束焊接时的工艺参数之一,但目前对于扫描波形对焊缝成形是否有影响未有定论。采用真空电子束的11种扫描波形对3 mm厚的TC4钛合金进行焊接,研究了电子束焊接不同扫描波形对焊缝成形的影响。结果表明:扫描波形对焊缝表面成形没有显著影响;不同扫描波形焊接所得焊缝横截面均为"楔形"焊缝,扫描波形为x方向的三角波、矩形波、锯齿波以及y方向的三角波时所得的焊缝存在单侧咬边缺陷;扫描波形对焊缝熔宽和熔深的影响呈现无规律的波动,但是焊缝深宽比基本没有变化。     

焊接结构对某型金属波纹管使用寿命的影响分析

针对某补偿器波纹管出现的疲劳泄漏问题,开展了焊接结构对波纹管使用寿命的影响分析研究。首先,利用微结构分析的方法研究焊接结构形貌特性,并分析裂纹扩展机理,建立焊接结构的有限元模型;然后,利用子模型方法,对不同厚度焊缝的工作应力进行了计算分析,并提出波纹管焊接结构优化方案;最后,基于计算结果和疲劳寿命理论,对原始、改进波纹管焊接结构抗疲劳能力进行了分析。结果表明:1)原始焊接状态下,波纹管上封头连接环处易出现焊接缺陷,厚、薄焊缝处最大应力分别为462.84MPa和816.81MPa,超出了材料的疲劳极限,是波纹管低周疲劳破坏的主要原因;2)理想无焊接缺陷状态下,该型波纹管上封头连接环焊缝区的最大应力大约为260MPa,安全系数约为2;3)改进型波纹管连接环焊缝焊趾区最大应力为113MPa,安全系数约为4。本文的研究可为金属类波纹管的焊接结构优化和耐久性分析提供参考。     

TC4钛合金激光焊接接头超塑性变形过程熔合区中组织演变研究

通过观察高温拉伸中TC4钛合金激光焊接接头的熔合区的显微组织,研究了熔合区的组织演变规律。变形之初,熔合区的组织由一层宽度窄界限明确的短小片层组织组成;随着变形量的增加,熔合区的组织、热影响区、焊缝三者的组织相互交织渗透,熔合区的宽度增加;当试样拉伸到断裂时试样组织基本完全等轴化,熔合区为均匀的等轴晶粒。总体来讲,熔合区的整个变形过程中可分为以下3个进程:一次转变、二次转变、组织的均匀化。     

低合金钢管的焊接工艺及缺陷预防

采用氩弧焊打底,焊条电弧焊填充盖面焊接Cr5Mn低合金钢管,钢管壁厚为12mm,焊接位置为水平固定全位置焊接,在焊接之前,调整好焊接工艺参数,焊接完毕以后,对焊缝外观检验和X射线无损检测,发现焊缝的表面出现少量微裂纹,内部有少量气孔。为了保证焊缝的质量,对缺陷产生的原因进行分析并且采取正确的焊接工艺方法避免焊接缺陷。     

TC-4钦合金高压气瓶表面残余应力的测量结果及初步分析

本文用x射线应力仪测量了几个气瓶典型截面的表面残余应力分布,并对测量结果作了简单的分析和统计。结果表明,TC-4钛合金高压气瓶表面残余应力的最大值是在焊缝中心或熔合线附近,其数值约为0.34σ_(0.2).横向(垂直焊缝方向)残余应力最大值一般比纵向(平行焊缝方向)的数值低。试验结果还表明,淬火后的时效处理能明显地减小表面残余应力的绝对值,并能使焊缝附近各部分的表面残余应力均匀化。     

超低温环境下非均质焊接件的力学性能研究

为揭示我国新一代运载火箭焊接构件在超低温环境下的力学性能与失效机理,并为提高焊接质量与贮箱的承载能力提供科学依据,本项目开展了超低温环境下非均质焊接件的力学性能研究。首先,叙述了基于数字图像相关方法(DIC)的铝合金焊接件低温力学性能试验原理并建立开放式超低温载荷环境模拟系统;其次,分别对熔焊和搅拌摩擦焊两种不同焊接工艺的焊接件进行详细的试验研究,分析了应力应变关系、沿载荷方向全场应变分布、应变集中系数等,结果表明搅拌摩擦焊试件整体的力学性能要优于熔焊试件。最后本文还对比分析了测试区域大小对测试结果的影响,表明在热影响区2~8mm范围内进行测量,其测量误差不超过8.8%。本文研究结果将为我国新一代运载火箭低温贮箱焊接工艺优化与改进提供科学依据。     

CZ-5大型结构及低温贮箱静强度试验技术研究

CZ-5新一代运载火箭结构静强度试验的特点是高载荷大尺寸、捆绑载荷、低温贮箱。本文介绍了型号研制过程中静强度试验领域关键技术,主要包括:地基平衡和自平衡相结合的承力系统及高载荷大尺寸结构静力试验方法;大型贮箱低温应变计粘贴工艺研究和低温静力试验测试技术;以及设计一套开放式的超低温(-196°C、)环境下焊接试片拉伸试验及全场数据分析系统,并获得了低温贮箱焊接试片的焊缝区、熔合区、母材区域的低温力学性能。为新一代大运载火箭结构静强度试验提供技术支撑。     

TB200型飞机前起落架安装支架焊接修复

基于对安装支架裂纹失效机理的分析,展开对焊接修复方案及其工艺进行研究。研究内容包括提出焊接修复方案,原件材料性能分析,确定焊接方法、焊接材料以及相关工艺措施,并对原件焊缝和修复焊缝的机械性能进行对比分析。实际使用情况证明,安装支架焊接修复获得了成功．     

0.3 m低温连续式跨声速风洞结构设计

低温风洞运行过程中，洞体回路承受的温度低且温度变化范围大，使结构产生较大的热变形和热应力，将影响风洞的气动性能和安全性。在进行0.3 m低温风洞结构设计时，通过合理选取风洞结构材料、采取驻室夹层内腔的气流换热和结构热变形释放等措施对结构热变形进行有效控制，并针对洞体回路的热变形和热应力计算等内容开展了仿真研究。计算结果表明，降温7200 s后，拐角导流片的温度降至约110 K，稳定段的法兰温度约为250 K，洞体回路的最大热应力出现在换热器驻室壳体上，约为110 MPa，安全系数大于1.8；洞体回路温度降至90 K时，长轴方向收缩约为29 mm，短轴方向收缩约为12 mm。通过低温风洞试验发现，仿真计算结果接近于实际的测量结果，调试试验结果验证了该风洞结构设计的可靠性。