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。     

舵面以铸代锻工艺的应用

总结了某系列型号产品舵面金属型低压铸造中金属型的设计、铸造成形工艺等。铸造舵面经检测表明：翼型尺寸、表面粗糙度基本满足设计要求，表面质量、内部质量、力学性能完全满足设计要求。舵面金属型低压铸造成形工艺成功替代了锻件毛坯机械加工成形工艺，适应了批量生产的需要。     

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。     

舵面-液压伺服机构连接刚度参数辨识

应用特征方程反问题的直接方法对舵面－液压伺服机构连接刚度参数进行了辨识。方法以动柔度矩阵特征方程为基础，通过界面位移求解界面内力，并由模态迭加法通过舵面上可测自由度振型，拟合扩充机构内部的不可测自由度振型，然后由界面位移和内力确定连接部位的刚度参数，对某导弹舵面－液压伺服机构建模，并辨识相应界面的连接参数，结果表明，该方法简便且精度高，为舵面－液压伺服机构的动力学建模和分析提供了有效方法。     

TC4薄腹高筋构件等温塑性成形研究

以TC4钛合金薄腹高筋构件零件为研究对象,通过对材料成形特性以及零件结构的分析,研究了锻件的成形方式及金属流动的特点,基于DEFORM-3D软件对锻件等温成形过程进行了数值模拟,并根据模拟结果进行了工艺优化,制定了最终的等温成形工艺方案,最后进行了等温锻造试验。研究结果表明:通过数值模拟及优化后的成形工艺方案可以成形出符合形状尺寸及性能要求的钛合金锻件。     

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。     

电流对激光-电阻复合焊接铝合金焊缝成形的影响

采用激光-电阻缝焊复合焊接进行了铝合金T型接头焊接试验,并通过改变滚轮电极形状、电流流过方式和电流大小等研究了不同焊接电流对焊缝成形的影响规律。试验结果表明:对于单侧双滚轮电阻缝焊与激光复合焊接来说,采用圆弧形滚轮电极,一滚轮作用于蒙皮、另一滚轮作用于骨架进行复合焊接,有利于获得良好的焊缝成形和优质焊接接头。此外,激光-电阻缝焊复合焊接铝合金T型接头的焊缝组织与力学性能测试结果表明:与单激光焊接相比,激光-电阻缝焊复合焊接虽然由于热输入量增大,导致析出相明显长大;但由于复合焊接增加了搭接面熔合尺寸,焊接接头抗剪力可以提高24.7%左右。     

一种临近空间高超声速飞行器翼舵干扰研究

在临近空间区域内飞行的高超声速飞行器对舵面操纵特性提出了严苛的要求,在高空高速条件下主翼对舵效有严重影响。通过风洞试验对带全动舵升力体的高超声速升阻特性进行了研究,发现由于主翼的遮挡效应,负舵偏比同舵偏值的正舵偏对升力体升阻特性影响更明显。数值模拟结果显示在舵偏角从-20°～20°变化过程中,由于主翼与舵面之间气流干扰造成舵面上下压差变化复杂,-12°～2°舵偏产生抬头铰链力矩,其余正负舵偏均产生低头铰链力矩,主翼后缘上表面的分离线随攻角增加逐渐前移,迎风面高压气流通过翼舵之间缝隙向上发展,使得舵上表面再附线后移,翼舵之间均有明显的横向流动。     

钛合金环形气瓶超塑成形工艺

针对钛合金板料在常温下弹性大,成形困难的问题,提出了利用钛合金在高温下具有的超塑性对异形件进行超塑成形的工艺方法。对钛合金板料(Ti-6Al-4V)超塑成形进行了相关机理分析,对其工艺设计、工装设计过程和成形过程中的一些关键工艺参数重点作了介绍。     

钛合金旋压技术在国内航天领域的应用及发展

综述了国内钛合金在旋压成形和理论研究领域的成果和水平,重点结合航天领域钛合金旋压需轻量精密化的特点,探讨了影响航天制件钛合金旋压成形的几个关键因素,即加热温度、旋压工艺参数、旋压工装及润滑方式等。对钛合金旋压在航天领域的技术应用及发展进行了展望,提出低成本和复杂型面零件旋压是未来发展趋势。     

钛合金（环形瓶）超塑成形工艺研究

针对钛合金板料在常温下弹性大，成形困难的问题，提出了一种利用用钛合金在高温下具有的超塑性进行超塑成形的工艺方法。介绍了针对钛合金板料（Ti-6Al-4V)进行超塑成形的相关工艺设计，工装设计过程和超塑成形过程中的一些关键工艺参数。     

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。     

双通道控制旋转导弹舵面控制律研究

为解决导弹总体设计中亚跨速稳定性和超声速机动性不能兼顾的问题,对双通道控制旋转导弹舵面控制律进行了研究。分析了正弦、Bang-Bang、梯形和饱和正弦等控制律的原理与特点,给出了各自的等效舵偏角及其相应等效控制力的数学模型。采用基于两对舵面配合控制方式,给出了上述4种控制律的统一表示形式。讨论了两对舵配合控制方式的影响及工程可实现性,发现两对舵面相位差固定时,其等效控制力的方向由舵面1的相位决定,大小由其最大舵面偏角和特征函数决定,在工程中易实现;两对舵面相位差可变时,等效控制力的大小和方向需由控制舵1的相位和两对舵的相位差共同决定,考虑的变量更多,设计难度大,舵机系统复杂,难以实现小型化设计。仿真结果表明:采用基于两对舵面配合控制的旋转弹双通道控制方式,通过改变导弹舵面控制律,能有效提高导弹的操纵效率,在保证弹体静稳定性的同时增强导弹的机动能力,有效解决了传统旋转导弹总体设计中两者难以兼顾的难题。     

冷却速度对TC18钛合金焊接热模拟均温区组织和性能的影响

对TC18钛合金进行了焊接热模拟试验,模拟该合金受焊接热循环作用自高温β相区以不同速度冷却的过程,分析研究该合金在相同热输入条件下,冷却速度对均温区组织和性能的影响。结果表明:TC18钛合金经过相同的热输入后,以不同的速度冷却,随着冷却速度的提高,强度降低,塑性和冲击韧性有所增加,当冷却速度为水冷时,有比较好的综合力学性能。     

点阵结构空气舵及内部流体热流固耦合研究

开展了钛合金TC4材料激光粉末床熔融(LPBF)工艺研究,在此基础上设计了多孔轻质空气舵模型,并基于有限差分法(FDM),采用三维流固耦合共轭传热数值计算方法,利用流体体积法(VOF)追踪流体自由液面,研究了典型的点阵夹层结构的空气舵内部冷却液动态换热过程的相互影响过程,考虑了冷却液与钛合金材料蒙皮间的耦合传热及湍流换热。结果表明,空气舵的内部流体压强随速度的增加而增加,从而导致流体出口的速度增加。当压强增加到一定程度时,流体的出口以水柱形式喷出。虽然较大的流体速度可以带走较多的热量,但是影响远小于对压强的影响。综合考虑空气舵的服役要求,获得了合适的冷却水入口速度。     

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%。     

大直径钛合金导管成形焊接工艺

为适应低温介质发动机高工况的需求,通过对CT20、ZTA7不同牌号钛合金材料特性分析,对新材料导管的弯曲成形工艺、焊接工艺进行了较为全面的试验,摸索出较为合理的工艺方案和成型工艺参数,满足了工程试验需求.     

钛合金与不锈钢高频感应钎焊工艺试验研究

采用Ag-Cu-Ti钎料进行了钛合金与不锈钢异种金属组合薄壁小直径管路结构的真空高频感应钎焊工艺试验研究,重点分析了钎焊工艺对钛合金与不锈钢管路真空高频感应钎焊接头质量与性能的影响因素,并观察分析了钎焊接头的微观组织和接头区域成分。研究表明,通过应用本试验研究获得的最佳工艺参数能够获得内外部质量、密封性能和力学性能优良的接头;接头形式是影响钛合金与不锈钢高频感应钎焊接头质量与性能的最主要因素,不锈钢作为外套管形式的钎焊接头性能要远远优于钛合金作为外套管形式的接头性能,此外,装配间隙和搭接长度也会明显影响接头的承载能力。研究结果对于钛合金与不锈钢等异种金属管路焊接结构在卫星等重要航天器中的应用具有重要意义。     

含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金的界面微观分析

采用几种钎料对碳纤维复合材料与钛合金进行真空钎焊,重点探讨了含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金连接界面的微观组织。研究表明,含Ti钎料润湿连接碳纤维复合材料与钛合金TC4的过程可分为五个阶段:钎料与母材的物理接触以及钎料的熔化;原子的扩散;反应层的生成;反应层沉积变厚,润湿复合材料;形成接头。研究结果对于碳纤维复合材料与钛合金的连接及在重要航天器中的应用具有重要参考价值。     

铜及铜合金真空扩散焊接工艺优化及接头组织性能分析

采用真空扩散焊接技术进行了铜及铜合金焊接工艺试验,研究了焊接温度、保温时间、焊接压力、镀层(Ni)对接头界面组织及性能的影响,并测量分析了接头金相、力学性能与显微硬度。结果表明:通过镀镍有效消除了零件表面粗糙度带来的不利影响,提高了扩散界面的接触面积,焊合率超过95%;连接界面铜与镍扩散充分且均匀;接头拉伸强度与母材等强,断口位于母材侧,为韧性断口。