空间发动机激光焊功率阈值研究

对空间发动机模拟件进行了激光焊功率阈值研究,结果表明:焊接速度、离焦量、光束质量、保护气体等工艺因素均与阈值区间有关,阈值区间与焊接速度和离焦量成正向关系,光束质量对阈值区间的影响需要用焊接试验的实测值来确定,保护气体成分对YAG激光焊的阈值区间基本没有影响,但吹送方式和流量对阈值区间有明显作用。在空间发动机激光焊功率阈值的理论研究与工艺试验基础之上得到了最优激光焊工艺规范,采用该规范焊接的产品已通过了飞行试验考核,由此表明:空间发动机激光焊功率阈值研究的结果是正确、合理和有效的。     

高强铝合金2519焊接性综述

通过焊丝选择、焊接热输入、焊后热处理方式、厚板焊接时的坡口形貌、保护气体以及不同焊接方法对焊接接头性能的影响,全面介绍了高强铝合金2519的焊接现状。指出目前对高强铝合金2519的研究重点在于如何降低熔焊时的气孔敏感性以及如何提高焊接接头的强度系数。     

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.     

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。     

铌铪合金喷管搭接结构激光点焊技术研究

某型号铌铪合金喷管加强筋原采用电阻点焊,但存在接头强度低、劳动强度大和焊接效率低等问题。为实现铌铪合金喷管加强筋高质量高效连接,开展了激光点焊工艺试验研究。基于铌铪合金试板激光点焊试验,重点研究了焊点结构设计、焊接工艺参数设计、焊点熔合特征、接头力学性能和接头断裂行为。研究结果表明:7 mm的环形焊点是较为理想的焊点结构,熔合面宽度是决定接头性能和断裂模式的关键因素,而焊接工艺参数直接影响接头熔合面宽度。选择合理的焊接工艺参数,控制焊点熔合面宽度大于0.7 mm,接头断裂模式为母材撕裂或热影响区撕裂,该种断裂模式接头强度较高,接头承载能力不小于8 000 N。最后采用激光点焊工艺实现了铌铪合金喷管高强度的连接,并通过了试车考核。     

基于回归分析的7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊工艺研究

基于回归分析对20mm厚7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊工艺进行研究。建立并分析了接头抗拉强度与焊接工艺参数之间的回归模型,重点考察搅拌头旋转速度、焊接速度和轴肩下压量对接头抗拉强度的影响规律。结果表明,在试验设定的工艺参数范围内,随着搅拌头旋转速度的增加,接头抗拉强度降低;随着焊接速度的增加,接头抗拉强度先升高后降低,存在峰值;随着轴肩下压量的增加,接头抗拉强度升高。通过优化焊接工艺参数可以使接头抗拉强度达到430MPa。     

7A09铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊方法对7A09铝合金进行焊接,分析不同焊接工艺对接头显微组织与力学性能的影响,获得了焊缝表面成形良好的焊接接头。为了进一步改善接头区域的显微组织,以提高接头的力学性能,对接头进行焊后热处理。接头微观分析显示,焊态下接头熔合区由柱状晶和等轴状枝晶组成,初生相在晶界处聚集,形成共晶组织。在焊接过程中添加圆形电子束扫描,可改善接头焊缝成形,细化焊缝晶粒。接头经过焊后热处理,晶界初生相减少,较多的强化相η′(MgZn2)等在接头焊缝区析出。力学性能测试表明,热处理后接头的拉伸强度达 400.6 MPa,为母材拉伸强度的80.8%。拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布有许多大且深的韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

D406A超高强度钢激光清理工艺分析

主要开展了固体火箭发动机用退火态D406A超高强度钢激光清理工艺试验与分析,为该材料焊接前表观氧化物的高效、高质量清理提供工程应用支撑。试验采用波长为1064 nm手持激光清理设备,结合激光功率、脉冲频率、扫描速度、扫描宽度等因素,以退火态D406A清理质量作为响应进行试验设计,得出材料所适宜的激光清理工艺参数,开展了激光清理后基材、焊接接头的材料组织、化学成分、力学性能试验对比分析,对材料的激光清理效果进行了综合评价与验证。实验表明,退火态D406A材料激光清理的最佳工艺参数为激光功率200 W、激光频率135 kHz、清理速度8 mm/s,清理后板料表面一致性好,清洁度可达到Sa 2.5级,满足后续焊接要求,材料力学性能满足工艺要求,对提高固体火箭发动机制造质量具有重要意义。     

77A09铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊方法对7A09铝合金进行焊接,分析不同焊接工艺对接头显微组织与力学性能的影响,获得了焊缝表面成形良好的焊接接头。为了进一步改善接头区域的显微组织,以提高接头的力学性能,对接头进行焊后热处理。接头微观分析显示,焊态下接头熔合区由柱状晶和等轴状枝晶组成,初生相在晶界处聚集,形成共晶组织。在焊接过程中添加圆形电子束扫描,可改善接头焊缝成形,细化焊缝晶粒。接头经过焊后热处理,晶界初生相减少,较多的强化相η′(MgZn_2)等在接头焊缝区析出。力学性能测试表明,热处理后接头的拉伸强度达400.6 MPa,为母材拉伸强度的80.8%。拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布有许多大且深的韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

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。     

6061铝合金激光焊温度场与应力场数值模拟研究

为了解决激光焊接铝合金对接接头的质量问题,本文采用热-结构耦合有限元技术,建立了在移动高斯热源作用下的三维激光焊接温度场和应力应变场的计算模型。首先,利用有限元软件MSC.Marc模拟焊接过程中试片级试样的温度和应力的变化及其变形情况;其次,研究试样瞬态温度场和应力应变场的变化规律及其分布特征;最后,探讨激光功率和焊接速度对接头质量的影响规律。试验中所选取的激光功率和焊接速度等工艺参数均通过数值模拟进行优化,并根据优化后的工艺参数完成激光焊接4 mm厚6061-T6铝合金平板对接试验。通过对焊接接头形貌的观察及分析进行热源校核,结果表明:仿真计算得到的焊接熔池边界温度达到6061铝合金熔点以上,且其形状分布与实际试验所得焊缝边界基本吻合,从而验证了模拟结果的准确性和可靠性。     

2519/5A06异种铝合金熔焊焊接接头性能试验研究

通过试验对比了不同状态下2519/5A06异种铝合金熔焊焊接接头的力学性能。分析发现,采用热输入小的脉冲氩弧焊时,焊接接头力学指标离散度较大,并且强度较低。增加辅助随焊捶击后,虽然焊接接头力学性能稳定,但强度提高不明显。而采用A-TIG方法焊接时,焊接接头力学性能明显提高。     

变极性等离子弧焊设备及其铝合金焊接工艺研究

介绍了国产变极性等离子弧焊（VPPAW）设备的组成、变极性电源主电路的工作原理。以及微机控制和焊炬等关键技术。用该设备对不同厚度的高强度可热处理强化铝合金试样、贮箱缩比及1：1试验件进行了VPPAW，并分析了接头形式、起弧与收弧、焊接工艺参数确定、常见缺陷、焊接组织及其力学性能。焊接试验结果表明，用VPPAW设备焊接的铝舍金厚度可达14mm，与交流钨极惰性气体保护焊（TIG）相比，其焊缝质量佳，接头性能优。     

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。     

铝合金LF6与147板材焊接性试验

Al-Mg系铝合金LF6板材和Al-Cu-Mn系铝合金147板材在工厂条件下采用MIG焊进行对接双面焊。对焊接接头的外观、X光射线探伤、机械性能、化学成分、金相组织等项目做了对比试验。结果表明,LF6铝合金和147铝合金板材均具有良好的可焊性,焊接过程对焊接规范等焊接条件在一定范围内变化不敏感,易于操作控制。在常温状态下,LF6铝合金焊接接头的机械性能优于147铝合金。两种材料的焊接接头强度之比,147铝合金为LF6铝合金的75.6～88.9％,延伸率之比,前者亦为后者的41.3～65.6％。     

机器人焊接过程中焊接质量控制的要素

简述了气体保护焊的焊接参数对控制焊接质量的影响,分析了CO2气体保护焊熔滴过渡过程对飞溅产生的影响及减少飞溅的措施,分析了机器人焊接过程中焊接质量的影响因素,提出了选择焊接保护气的方向。     

钛合金薄壁导管钨极氩弧焊工艺

介绍了用手工钨极氩弧焊方法,在一般的工作环境下利用自行设计制造的局部氩气保护工装系统对薄壁钛合金导管进行焊接,生产出符合工作要求优质接头的工艺过程。局部氩气保护工装系统使待焊接头完全处于纯氩气的保护中,有效地避免了H_2、O_2、N_2等气体对焊缝的污染。     

药芯焊丝CO2气体保护焊可行性分析

通过工艺试验证实,药芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺性能好、易操作、飞溅小、焊缝成型光滑美观;熔敷效率高,一般可达75%～85%;焊接接头的力学性能、晶间腐蚀性能及低温冲击性能均较理想;生产率是焊条电弧焊的3～4倍。     

改进后封头焊装的工艺措施

后封头是某型号发动机燃烧室壳体主要部件,由碟形体与后接头装配焊接而成。其装配过程比较困难,焊透率仅40~70%,焊后封头收缩量为4~4.5mm,一次焊接合格率为零,并且报废一台。改进工艺后焊透率超过90%,焊后封头尺寸收缩量为2~2.5mm,一次焊接合格率超过90%。     

双人同步TIG焊在大型艺术制像工程中的应用

介绍了双人同步 TIG 立焊和双人同步 TIG 横焊两项新工艺,在铸造锡青铜壁板(材料牌号 C90300,壁厚 6～8mm)上进行了一系列焊接工艺实验。验证了这两项新工艺与常规单人 TIG 双面焊相比,能保证焊接质量、焊接变形小、提高生产率等优点。通过对两项新工艺的焊接评定,其焊接接头完全满足设计技术指标,从而成功地在大型艺术制像工程中得到应用与推广。