冷却速度对TG6钛合金均温区组织性能的影响

通过焊接热模拟试验研究冷却速度对TG6钛合金焊接热模拟均温区组织性能的影响。结果表明:在空冷状态下均温区达到最佳的性能,随着冷却速度的增大,均温区的抗拉强度稍有提高,拉伸延伸率及断面收缩率没有明显变化;冲击韧性空冷达到最大值,水冷稍有下降;显微硬度随冷却速度增大而增加。     

高强度耐候钢焊接热影响区的组织与韧性

通过热模拟实验研究在不同的焊接冷却速度下,两种不同强度级别的09Cu PTiRE耐候钢焊接热影响区的组织和韧性变化;结果表明随着焊后冷却速度减慢,两种级别的09Cu PTiRE耐候钢热影响区组织开始粗化,且贝氏体的含量逐渐减少,铁素体的含量逐渐增加,在相同的冷速下360MPa级09Cu PTiRE耐候钢的组织粗化度比490MPa级09Cu PTiRE耐候钢严重;随着冷却速度减慢,两种级别耐候钢热影响区的冲击韧性由高到低的变化,360MPa级09Cu PTiRE耐候钢热影响区由韧窝断裂转变为准解理断裂;490MPa级09Cu PTiRE耐候钢由韧窝断裂转变为准解理和解理断裂方式。当焊接冷速t8/5≥18s,490MPa级09Cu PTiRE耐候钢热影响区韧性较低,影响因素为热影响区组织的粗化、硫化物夹杂及夹杂物形状不规则等。     

激光焊接TC4钛合金组织性能研究

研究激光焊接对TC4钛合金焊缝成形和力学性能的影响,并利用OM、XRD和TEM等手段对焊接接头的显微组织特征进行了分析。结果表明,激光焊接TC4钛合金成形较好,但在焊缝熔合线附近容易产生圆形气孔。焊缝由单一的α′马氏体构成,并呈网篮状分布。热影响区组织为α′马氏体和初始α相。焊缝和热影响区的显微硬度明显高于母材,而焊缝的硬度最高且硬度分布平缓。TC4钛合金焊接接头的室温平均抗拉强度为1126MPa,与母材的抗拉强度相当,延伸率为11.12%,比母材略低,焊接接头均断在母材区域。     

激光-TIG复合焊接温度场和应力场的有限元分析

用旋转高斯曲面体热源模拟激光束作用、双椭球热源模拟TIG电弧作用,建立了激光-TIG复合焊接的有限元模型。基于建立的热源模型对厚3mmTC4钛合金板材的激光焊、TIG焊、激光-TIG复合焊接的温度场和应力场进行耦合分析,比较了焊接过程中工件的温度场和残余应力分布。结果表明：TC4钛合金激光焊接变形和残余应力实验结果与数值计算值吻合较好,证明了该组合热源模型的适用性。     

Ti3Al基合金GTAW焊接性的试验研究

用热模拟试验方法研究了在GTAW焊接条件下Ti3Al基会金的焊接性，研究冷却速度对热影响区组织、力学性能、断裂行为的影响。结果表明，经过热循环后Ti3Al基合金弯曲塑性明显降低，且冷却速度对材料性能的变化有决定作用。在试验冷速范围内，随冷却速度的提高，弯曲塑性降低，硬度增加。     

三重退火对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响

TC21钛合金电子束焊接接头的脆性较大,为了提高其电子束焊接接头的韧性,解决脆性的问题,研究了三重退火的热处理对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响。研究表明,TC21钛合金电子束焊接接头经三重退火热处理后具有较好的强度和塑性;冲击韧性有很大程度的提高,达到了母材的63.3%。     

钛合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织分析

对4mm厚的TC4钛合金板进行搅拌摩擦焊接,获得良好的焊接接头。截取一块,用光学金相显微镜观察截面的显微组织。焊接过程中搅拌区的温度达到β相变温度以上,由于温度和变形程度不同,搅拌区不同位置的组织有所不同。热机械影响区因为受到热和塑性变形双重作用引起动态再结晶,形成较小的等轴α相。     

TC4钛合金舵面扩散焊有限元模拟及工艺研究

运用有限元软件ANSYS对TC4钛合金舵面真空扩散焊过程进行模拟,建立了三维热-结构耦合模型,计算焊接过程中应力应变分布。通过比较得出:在温度930℃,保温100min,压力3.5MPa条件下焊接效果最好。并采用此工艺参数开展了钛合金舵面整体成形研究,通过微观金相组织及扫描能谱分析。结果表明:焊接界面成形良好,界面物相组织均匀分布,而且在焊接过程中保持了母材本身性质,满足技术要求,大幅度减少实验试错次数、缩短型号研制周期。     

钛合金与铌合金的真空电子束焊接工艺研究

针对某航天双元发动机推力室的焊接问题，研究了钛合金与铌合金的真空电子束焊接技术，总结了一套工艺规范。并通过金相分析、力学性能试验、产品强度气密测试及发动机热试车，证明通过该技术可以获得满足设计要求的焊接接头。     

LY12CZ焊接热裂敏感性研究

采用鱼骨状可变拘束裂纹试验探讨了不同的焊接工艺参数、不同填充材料焊接ＬＹ１２ＣＺ铝合金时其热裂纹的变化规律，并分析了影响该合金焊接热裂纹的因素，从而为选择适宜的工艺规范参数和填充材料提供了参考依据。试验结果表明，焊缝金属的合金成分和焊接工艺规范对其抗裂纹性能有着重要的影响。     

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。     

轻质钛合金喷管在氢氧发动机上的应用研究

为降低发动机质量,提高其推重比,将轻质高温钛合金TA15用于液氢液氧发动机推力室喷管,模拟了全尺寸再生冷却钛合金喷管的工作特性,设计了TA15钛合金铣槽式再生冷却缩尺喷管,采用扩散焊工艺生产了缩尺喷管试验件,成功进行了热试验.试验结果表明钛合金氢再生冷却缩尺喷管在高温富氢燃气环境下能够短时间安全稳定工作,传热可靠,最高气壁温达1 017 K,冷却通道流阻及氢温升实测值与计算结果基本一致.最后简要介绍了钛合金的氢脆特性.     

电子束焊接能量对焊缝力学性能的影响研究

研究了电子束焊接能量对TC4钛合金焊缝力学性能的影响,为确定补焊次数提供理论依据。研究结果表明:随着电子束焊接次数的增加,焊缝能量输入增加,焊接残余拉应力逐渐增大,焊缝拉伸性能和断裂延伸率降低;当焊接次数达到6次时,拉伸强度为927 MPa,低于母材强度的90%,无法满足GJB1718A-2005I级标准要求;当焊接次数达到4次时,焊缝断裂伸长率低于10%;对于需要满足一级焊接标准的焊缝,焊接次数不超过3次。     

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。     

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。     

低碳钢Q235A搅拌摩擦焊接的接头金相组织分析

用钼合金搅拌头对3mm厚低碳钢Q235A钢板进行搅拌摩擦焊接,焊接过程中采用加辅助热源和无辅助热源两种情况,获得质量良好的焊接接头,焊接温度最高可达1000℃以上。切取焊缝区域制成试样,用光学显微镜观察其显微组织进行分析,发现焊缝接头分为母材区、热影响区及搅拌区三个明显区域,而热机械影响区不甚明显。热影响区主要为等轴晶粒铁素体和球化珠光体,搅拌区金属在焊接过程中因塑性变形发生动态再结晶,抑制了晶粒长大,冷却后获得细小的先共析铁素体、铁素体和珠光体组织。     

钛合金夹层结构扩散钎焊工艺研究

利用Dictra动力学软件对中间层Cu元素在TC4钛合金扩散钎焊界面附近的浓度分布规律进行了模拟研究,获得了中间层厚度、连接温度和保温时间对界面元素扩散距离的影响趋势,结合夹层结构零件的焊接试验,验证了扩散模拟计算的正确性。结果表明,连接温度对钛合金夹层结构扩散钎焊的接头强度影响最大,其次为保温时间,中间层厚度对接头强度无显著影响。针对钛合金夹层结构零件,结合焊缝微观组织分析可知,较优的扩散钎焊工艺参数应为:连接温度940℃,保温时间50 min,中间层厚度为20μm,达到了产品的使用要求。     

钛合金舵芯的电子束焊接工艺

叙述了钛合金舵芯的电子束焊接工艺试验研究过程。分析了舵芯蒙皮与骨架的接头形式不同所带来的影响以及焊接顺序对焊接变形的影响与变形控制问题。结果表明:真空电子束焊接的钛合金舵芯焊缝外观成形良好,内部质量好,焊接变形小,焊后构件的形位公差能够达到图纸要求,是焊接钛合金舵芯的一种优选方法。     

液体火箭发动机辐射冷却身部材料研究进展

辐射冷却是上面级和空间液体火箭发动机推力室身部最常用的冷却形式,近年来在部分大推力、高性能二级火箭发动机喷管中也得到了应用。辐射冷却身部材料的耐高温性能和密度,直接影响液体火箭发动机的比冲、推重比和可靠性。通过查阅国内外文献,综述了钛合金、高温合金、难熔金属和碳纤维复合材料等材料在国内外液体火箭发动机辐射冷却身部中研究和应用情况,结合液体火箭发动机推力室身部燃烧室段和喷管段服役工况,对不同材料特点进行了分析。研究对标未来高性能、高可靠和低成本液体火箭发动机的发展需求,并对近年来发展起来的铱/铼/碳-碳复合材料、低密度铌合金和3D打印难熔合金进行了概述。     

PCD刀具高速车削TC4钛合金切削力的研究

在实际的加工生产中,切削力影响切削热、切削温度和刀具磨损等物理现象,但是并没有切削力的理论公式来指导实践,都是通过经验和实际测量获得的。所以本文采用PCD刀具和硬质合金刀具对钛合金TC4进行车削,并采用单因素试验法进行对比,发现PCD刀具在钛合金TC4高速车削中有非常好的切削力的特性,以便对以后的加工实践进行指导。