手工电弧焊提高熔透率的工艺途径

在J422焊条基础上,通过大量试验表明,采用上坡焊和增厚药皮焊条,是提高熔透率的有效方法,对于厚10mm的低碳钢,无坡口平对接,单面一次焊透率可达80%.此外,与J422焊条对比,对接间隙的大小,交直流焊接比较,亦作了初步的探讨.     

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。     

发射支架的焊接变形控制

发射支架,体积4080×2060×2400(mm)。重1.8t、焊接装配后要求尺寸精度纵倾角15°_(-1)~(+3)横倾角0°±6°;其余尺寸公差均为0.5mm。经研究分析影响变形的因素,提出按应力分布状况将整体焊接构件分解成若于小部件分别施焊控制变形量,然后总装焊接组合,又利用振动消除应力技术代替热处理消除应力技术,平均消除残余应力34.9％(12.2％～62.2％),不仅消除了残余应力,同时还增加了焊接构件的抗变形能力,避免了焊后整体机械加工,解决了小厂没有大设备的困难,缩短了制造周期,节省了费用。     

低温贮箱环缝焊接工艺

通过研制、改进焊接工装 ,完善装配、焊接工艺 ,基本上解决了低温贮箱装配错位和对合间隙不均匀问题 ,提高了焊缝一次交检合格率 ,大大减少了贮箱焊接后的变形量 ,提高了贮箱环焊缝的质量和可靠性。     

铝合金联装架焊接残余应力和变形数值模拟

基于SYSWELD有限元分析软件,以某新型战术型号铝合金联装架为产品对象,选取支撑框配对组件、弹位组件和立方体组件为典型结构件进行焊接残余应力和变形数值模拟,以期表征铝合金联装架焊接过程的残余应力分布和变形趋势。结果表明:焊缝及其附近热影响区的Von-Mises应力较高,甚至超过了5A06铝合金材料的常温屈服强度;支撑框组件焊后最大变形出现于长矩形管中央,约为6.44 mm;弹位组件的焊接变形整体表现为凹向三维结构内腔,焊接变形也多集中在长矩形管上,最大变形约为5.21 mm。另外,采用对称分散焊过程产生的焊接变形量小于逐条焊缝焊接过程,但焊接残余应力趋势则相反。     

SiCw/6061A1激光焊规范参数对接头强度的影响

碳化硅晶须增强铝复合材料具有高比强度、比刚度、耐高温等优点,其可焊性较差,但采用激光焊接方法,用合适的焊接规范,可得到外观及性能良好的焊接接头。激光焊的功率和保护气体对焊接接头强度影响很大,功率过小时,未焊透会使接头强度降低,功率过大将使SiC烧损严重且有氧化物、硅块等夹杂,使接头强度降低。对于厚度为2mm的对接缝,比较合适的功率为190W左右,此时脉冲频率30Hz、胀冲宽度7ms、焊接速度5mm/s,保护气体氮或氩的效果无差异,为降低成本,在SiGw/6061A1激光焊时建议用氮气保护。焊接接头强度可达142MPa,相当于母材强度的53％。为进一步提高焊接接头强度,加大保护气体流量,使用某些含脱氧剂的填料或加入Si粉等等应是合理途径。     

雷达天线平面阵支承板的拼焊工艺

雷达天线平面阵支承板的材料为 LF6,毛坯尺寸厚 80 mm,在焊接试验工艺的基础上 ,制定了合理的支承板拼焊的焊接工艺 ,采用相应措施和施焊方法 ,焊中、焊后对焊缝进行 X光检测 ,均达到设计要求。     

组件整体安装定位及焊接工艺改进

人工划线确定各零部件相对位置的定位方法,在实际生产中存在累积误差,通过设计定位支架以及改进焊接方法,有效控制组件焊接变形,保证了支撑装置、回转支耳、油缸座装配精度和装配效率。最终的复检合格率达到了100%。     

压力容器带垫板环缝根部窝渣的解决

对压力容器带垫板的环形焊缝焊接“根部窝渣”的问题,通过多年的实践模索了一套行之有效的办法。即:小坡口、小焊条、小电流、大间隙,两次封底的方法。解决了多年未能解决的难题。焊接质量明显提高,X光检查合格率达100％,一级品率达90％以上。     

波导裂缝阵列天线真空钎焊间隙控制技术

间隙控制技术是保证波导裂缝阵列天线真空钎焊质量的重要技术,通过研究零件变形控制及零件尺寸稳定性处理方法,改善超差零件的形位公差,可以保证95%的零件满足钎焊要求;通过控制装配表面粗糙度、组装修配及焊接夹具技术的应用,可以实现间隙补偿,保证真空钎焊的间隙要求,提高焊接质量,焊接后天线合格率接近100%。     

30CrMnSiA钢脉冲TIG焊工艺研究

脉冲TIG焊长期以来焊接合金钢的厚度一直局限在2mm的范围内。文中探讨脉冲TIG焊突破焊接合金钢厚度2mm的界限,用于厚度大于2mm的30GrMnSiA钢火箭发动机壳体的焊接新课题。     

铝合金表面状态对焊接气孔的影响

为解决土星型号装配焊接中产生的焊接气孔问题 ,美国国家宇航局进行了全面系统的研究工作。根据其研究成果对目前国内使用的 147高强铝合金焊前准备工艺进行了针对性地分析。阐明了 147铝合金焊前不能用 Na OH HNO3 进行表面处理 ;用机械方法对焊缝进行干铣是消除焊接气孔和夹渣的最有效方法 ;焊前对焊缝结合面任何触摸都会导致焊接气孔。     

焊后热处理对7050铝合金FSW接头的影响

对20mm厚7050-T7451铝合金进行搅拌摩擦焊和接头的焊后热处理。对比分析了热处理前后接头的组织和性能。结果表明:在搅拌头旋转速度300r/min,焊接速度50mm/min时,接头抗拉强度为426MPa,延伸率为8.2%。经过固溶时效处理后,接头组织细化,并析出大量第二相粒子,接头性能进一步提高,抗拉强度达到511MPa,延伸率为8.5%;热处理前接头均断裂于前进侧热影响区,与接头的硬度分布有对应关系。热处理后,接头断裂于焊核区。热处理前后接头断口均表现出韧性断裂特征。     

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。     

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。     

大厚度比窄焊缝不锈钢薄板缝焊工艺研究

采用电阻缝焊方法对航天推进剂贮箱用0.086 mm厚不锈钢网片(022Cr17Ni12Mo2)和1 mm厚不锈钢支板(1Cr18Ni9Ti)进行搭接缝焊工艺试验,通过控制不锈钢支板变形量和网片变形张力,检查焊缝外观质量、密封性和内部质量,解决了接头组合材料厚度比大于10:1和焊缝宽度1~1.2 mm的不锈钢薄板缝焊难题。研究结果表明,采用合适工艺参数可以避免缝焊过程焊缝成型不良等问题,保证了焊缝密封性;采用专用工装对缝焊过程不锈钢支板变形进行控制和焊后校形处理,可有效控制不锈钢薄板焊接变形;通过缝焊过程网片表面张力的调节,达到了控制网片性能的目的。     

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。     

高硅氧/有机硅透波材料介电性能实验分析

对所研制的低残炭率甲基硅树脂基透波复合材料的介电性能进行了实验分析。结果表明,用甲基硅树脂作为基体的透波复合材料介电性能优良,在800℃和1 200℃高温处理后,采用电磁波频率9.30 GHz测试介电常数小于3.5,材料透波率高达90%以上;在700~1 200℃范围内介电常数随温度的升高变化不明显,温度每升高100℃,介电常数变化小于1%;在一定范围内,增加添加剂含量对透波材料的介电性能影响不大;采用浸渍有机硅树脂和表面涂覆有机涂层的防潮处理方法,可有效抑制材料介电性能的变化。     

钛管全位置氩弧焊接头力学性能数据分析

为明确工艺件来源和规格因素对焊件性能合格率的作用,对五年来44批次的钛管焊接试验历史数据进行了分析。当生产批次不同时,母材抗拉强度和冲击韧性的波动程度分别可达±19.1%和±38.1%;当批次相同但出自不同根余料时,波动程度分别可达±6.2%和±13.6%;焊接热过程会使性能的均值降低且波动增大,相较而言冲击韧性改变更明显。当工艺件外径逐渐增大时,母材抗拉强度均值基本恒定,而冲击韧性均值逐渐提高,且波动程度先增大后减小;在经历相同焊接热过程后,只有小外径焊件的冲击韧性波动程度明显增大。提出了两类改进建议,一是将工艺件限定在同一根钛管上取材,二是将冲击韧性的合格指标从固定值改为与外径成正比的系列值。