美国航天飞机铝合金外贮箱的制造技术

通过对美国航天飞机外贮箱主制厂马丁·马丽埃塔公司的考察,介绍了铝合金外贮箱的生产程序、工艺装配流程、焊接工艺、焊接设备、焊接夹具、焊接质量保证方法及可变极性等离子弧焊新技术。并就美国铝合金大型贮箱焊接技术作了综述。     

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％。     

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。     

铝合金导管全位置交流氩弧焊的工艺研究

阐述了铝合金小直径薄壁管采用交流氩弧焊实现全位置自动焊的特点，研究了实现铝合导管全位置焊接的主要影响参数，提出了有效的控制措施与采取的主要工艺方法。     

6061锻铝合金板材焊接工艺研究

通过对6061锻铝合金板焊接性能和力学性能的工艺研究,掌握了该种铝合金的基本焊接性能,验证了所选焊接参数和焊接材料的可行性。试验数据表明,厚度25.4mm板,选用Φ3.2mm ER4043焊丝,采用熔化极大电流自动焊的焊接方法,以及合理的焊接规范,可获得良好的焊缝机械性能,实际应用效果良好。     

铝合金材料的高质量电弧焊接新工艺

针对铝合金材料电弧焊接加工存在的问题,研究开发出了一种新型的超快速变换复合超音频脉冲方波变极性氩弧焊接方法,并将其用于5A06、2A14和2219等多种铝合金材料的焊接试验加工过程。研究结果表明,采用复合超音频脉冲方波变极性钨极氩弧焊接工艺进行铝合金材料焊接加工,可有效减少甚至消除焊缝气孔等缺陷,显著改善和提高焊接接头力学性能,从而获得满意的电弧焊接质量。     

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。     

铝合金CO2激光-TIG电弧复合焊接试验研究

以LF6铝合金为材料,开展了CO2激光-TIG电弧复合焊接工艺试验研究。试验结果表明,与单激光或TIG电弧比较,激光-TIG复合焊接可以提高焊缝熔深,改善焊缝成形,降低气孔和下塌等焊接缺陷。在此基础上,进一步研究了不同工艺参数对焊缝成形的影响,探索了铝合金激光-TIG电弧复合焊接的可行性。     

锁渣器的疲劳设计

锁渣器是一台高循环疲劳容器,全幅度压力载荷循环次数达192000次。本文着重介绍“应力指数法”和“有限元法”对锁渣器接管进行疲劳分析设计的具体应用。对焊接接头结构设计及其制造检验要求,对人孔螺栓的疲劳设计亦做了介绍。     

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。     

5A06铝合金薄壁贮箱焊接

材料为5A06铝合金的贮箱组件存在壁薄、结构复杂、尺寸大且容易变形,在试验中多次出现低压力爆破现象。为提高焊缝强度,满足产品焊接质量要求,对焊接工艺过程中焊接线能量对强度的影响进行了分析,对比了变极性手工TIG与自动TIG焊接方法,并改进了焊接结构。试验采取的措施有效地提高了产品的焊缝强度,满足了产品焊接质量要求。     

铝合金变极性等离子弧焊接电源的研制

介绍了铝合金穿孔等离子弧焊接专用的变极性电源的工作原理,利用80c196单片机为控制核心,研制了400A的变极性电源。该电源的正、负半波的比例和幅值分别可调。主要应用于铝合金变极性穿孔等离子弧焊接工艺。     

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。     

十五升燃料铝贮箱的焊接

介绍了某型号发动机用十五升铝贮箱的焊接方法。针对铝贮箱壳体焊接中容易出现的问题,提出了相应的工艺措施和解决方法,对铝合金的焊接具有一定的参考价值。     

运载火箭的优质焊缝

厚度25毫米以下的2219铝合金板材采用变极性等离子弧自动焊接(VPPA),长达6000多米的焊缝没有发现任何一个内部缺陷。目前还没有一种别的2219铝合金焊接方法能够接近这一完美无瑕的性能。25年来,铝合金焊接最重要的成就之一大概就是采用这一工艺方法制造航天飞机外贮箱零件。该贮箱是直径为8.7米,长度46.9米的巨型结构,它代表了未来的焊接工件。     

铝合金高频器件真空钎焊工艺

总结了真空钎焊焊接末制导雷达铝合金高频器件的主要工艺过程和方法，选定了最佳工艺参数。采用真空钎焊工艺焊接的铝合金高频器件各项性能指标均达到设计要求，目前已用于多种型号上。     

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。     

航天飞机发动机的焊接

美国洛克威尔公司Rocketdyne分公司用机器人气体保护钨极电弧焊焊接航天飞机主发动机.该公司在独特的焊接结构中采用的是高强度合金钢,其中包括镍基和铁基的铬铁镍合金和不锈钢.采用机器人技术能解决这一焊接所带来的难题.这项技术包括初步使用预编程机器人焊接单元、视觉焊缝跟踪器、焊缝熔池焊透传感器和脱机编程.对该焊接系统结构、性能和操作顺序作了详细介绍.焊接系统的核心是Cybotech机器人和RC-6控制器.最后叙述马歇尔空间飞行中心和Rocketdyne公司对这一技术的研究工作.     

脉冲TIG焊参数对铝合金焊缝组织与性能的影响

通过采用脉冲变极性TIG焊接方法对1.5 mm厚的5A06铝合金和L3纯铝以及3 mm厚的5A06铝合金和5A06铝合金试板进行焊接试验,研究了在其它两个条件不变的情况下脉冲频率、基值电流和占空比分别对焊缝组织与力学性能的影响规律。研究结果表明:当脉冲频率为100 Hz,基值电流为峰值电流的10%～33%,占空比为50%～66%时,焊缝具有良好的组织和力学性能。     

差分GPS定位技术

简要叙述了差分GPS定位技术出现的背景,着重讨论了差分动态定位DGPS的工作原理,最后对DGPS的应用作了简要说明。