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。     

熔滴过渡模式及丝材对电弧增材制造 Al⁃6.3 Cu合金气孔含量的影响

高强铝合金(Al-6.3Cu)电弧增材制造技术在航天领域具有广泛的应用前景。以电弧增材单壁墙结构为对象,采用气孔面积统计分析的方法,研究了熔滴过渡模式及不同厂家丝材表面质量对成形的Al-6.3Cu铝合金气孔尺寸、数量的影响规律。结果表明,Advanced CMT+P熔滴过渡模式因熔池尺寸小、焊丝与已沉积层表面阴极雾化去除氧化膜充分、熔池搅拌作用强等原因,成形的单壁墙内部气孔较少;丝材表面粗糙度对成形气孔有一定影响,表面粗糙度越高,气孔含量越高。     

航天低温贮箱箱底焊接工艺

针对材料为LD10CS铝合金，厚度为3.7～4.0mm的航天低温贮箱箱底的拼焊、摸索出了一套新的单面焊双面成形自动钨极脉冲氩弧焊工艺，该工艺方法克服了以往两面三层手工焊工艺及单面自动焊工艺的不足。通过选择合适的规范参数、采取特殊的工艺措施、实现了厚度为3．7～4．0mm的LD10CS铝合金的单面焊双面成形，突破了接头塑性差的技术难题、避免了箱底低压爆破，进而实现了航天低温贮箱箱底的自动拼焊，大大提高了箱底的质量和可靠性。     

航天先进轻合金材料及成形技术研究综述

轻合金是现代航天装备轻量化首选材料,高性能轻合金构件制造能力决定了我国航天装备的功能水平与竞争力。为推动先进轻合金材料及成形技术在航天领域的应用,对高性能轻合金材料、铸造、钣金成形、增材制造等技术领域在基础理论、工艺开发、装备研制、工程应用等方面的发展现状进行了梳理,提出了高强耐热铸造镁合金材料、高性能钛铝合金材料、高性能镁合金熔模精密铸造、数字化铸造、旋压成形、超塑成形、钛/铝合金电弧熔丝增材制造等相关技术的后续发展方向。     

铝合金与不锈钢异种金属管TIG熔钎焊接研究

采用铝硅共晶焊丝对铝合金/不锈钢异种金属管进行了TIG熔钎焊接实验,研究了镀Zn层的挥发对接头性能的影响,分析了接头微观组织,测试了接头力学性能。研究结果表明,不锈钢表面镀Zn层能够增强液态钎料在钢表面润湿铺展及防止金属间化合物生成的作用,在多道焊过程中镀Zn层过热挥发失去了对钢表面的保护,在界面生成脆性的金属间化合物,并且Zn的挥发在接头中形成气孔缺陷;不锈钢界面层上部镀Zn层熔化严重,液态钎料对不锈钢产生溶蚀作用,Fe元素通过镀Zn层向液态Al-Si熔池中扩散,形成了枝晶状的Al-Fe金属间化合物,在界面层也生成了金属间化合物层,不锈钢界面层下部镀Zn层完整,起到了良好的保护作用;拉伸试件断裂于不锈钢与焊缝的界面处,接头为整体脆性断裂,抗拉强度达到105MPa。     

不锈钢薄壁管滚珠旋压模拟及缺陷分析

对不锈钢薄壁管滚珠旋压过程及其工艺缺陷进行了分析和研究,应用刚塑性有限元软件DEFORM3D,建立了不锈钢薄壁管滚珠旋压过程的三维有限元模型,分析了其变形过程中应力、应变的分布规律,并结合实验结果分析了滚珠旋压过程中出现的表面隆起、表面起皱、表面波纹等典型缺陷,提出相应预防措施,可用于指导生产实践.     

钛合金薄壁圆筒热膨胀形工艺研究

针对钛合金材料在常温下弹性大，卷焊成形后圆筒几何形状精度较差的问题，提出了一种用不锈钢芯棒进行加热胀形、校园的工艺方法，介绍了钛合金薄壁圆筒热胀形过程中的一些关键工艺参数。     

薄壁不锈钢管数控绕弯成形数值仿真及工艺研究

针对航天某型号薄壁弯管成形难度大、尺寸精度低等问题,提出了数控绕弯成形替代拼焊成形,分析数控绕弯工艺特点及参数确定方法。建立模型对成形工艺参数进行有限元仿真,分析弯曲速度及芯头直径缩减量对不锈钢管成形影响,并通过试验得到优化的工艺参数。结果表明弯曲速度为8mm/s、减小芯头缩减量为0.6mm时,成形零件截面畸变不超过4%,最小壁厚0.65mm,弯曲后管材产生形变强化效果,组织更为细密,成行排列的方向性更明显,提高了零件强度。     

HG785D高强板封闭结构件塞焊缝焊接工艺及表面裂纹分析

针对HG785D高强板封闭结构件塞焊缝经常出现表面裂纹,采用混合气体(80%Ar+20%CO_2)保护焊进行塞焊,通过调节焊接电流、电弧电压和焊接环境的温度等控制焊缝成形及焊接质量的关键参数,制定出合理的焊接工艺,解决了塞焊缝表面裂纹的问题。     

轧制复合内管板式冰箱蒸发器的制造技术

内管板式冰箱蒸发器成形技术是一种基于两铝板轧制焊台的成形技术,轧前对两板作表面处理,印刷阻焊剂,再经大变形量热轧实现两板的冶金焊合。轧后向复合板内涂有阻焊剂部位接通高压气,迫使其向两侧涨起形成板内管道,在管道口再焊上接管构成一个完整的蒸发器。整个成形技术的四大关键是:阻焊剂及其涂复、轧制焊、吹涨、焊接。     

薄壁Y型三通管内高压成形及补料比的影响

面向航空航天轻量化制造对超薄三通管的需求,开展了不锈钢和铝合金薄壁三通管内高压成形研究。通过内高压成形实验研究,给出Y型不锈钢三通和铝合金三通内高压成形典型缺陷,采用合理的加载路径和预成形工序,实现了径厚比(原始管材直径和壁厚的比值)为183的超薄不锈钢Y型三通管和径厚比为40的铝合金薄壁三通管内高压成形。通过不同补料比Y型三通管内高压成形实验研究,分析了补料比对Y型三通管壁厚和形状的影响,指出因Y型三通管两端非对称,补料比是Y型三通管内高压成形的关键工艺参数。     

2205/1Cr18Ni9Ti钎焊接头组织结构及扩散过程分析

对新型双相不锈钢2205与奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti进行钎焊性试验。通过设计波纹板结构模盒,模盒爆破强度试验,开展钎焊接头微观组织结构分析,钎焊接头元素扩散行为及其影响分析,钎焊接头元素扩散能力计算分析,结果认为2205与1Cr18Ni9Ti钎焊可形成结合强度优良的钎焊接头。     

顺铣在铣削高密度高韧性难加工材料中的应用

随着难加工材料在航天型号产品上的广泛应用,如何在现有条件下解决高密度、高韧性难加工材料(不锈钢、钛合金、高温合金等)的铣削加工显得尤为重要。在生产实践中,经过不断的探索与总结,改变传统铣削加工方式,调整工艺参数,克服了不锈钢、钛合金等高密度、高韧性材料的铣削加工难点,较好地保证了某重点军工产品加工精度的要求,同时,该技术亦具备良好的加工经济性。     

Friction Stir Welding of Metal Matrix Composites for use in aerospace structures

Friction Stir Welding (FSW) is a relatively nascent solid state joining technique developed at The Welding Institute (TWI) in 1991. The process was first used at NASA to weld the super lightweight external tank for the Space Shuttle. Today FSW is used to join structural components of the Delta IV, Atlas V, and Falcon IX rockets as well as the Orion Crew Exploration Vehicle. A current focus of FSW research is to extend the process to new materials which are difficult to weld using conventional fusion techniques. Metal Matrix Composites (MMCs) consist of a metal alloy reinforced with ceramics and have a very high strength to weight ratio, a property which makes them attractive for use in aerospace and defense applications. MMCs have found use in the space shuttle orbiter's structural tubing, the Hubble Space Telescope's antenna mast, control surfaces and propulsion systems for aircraft, and tank armors. The size of MMC components is severely limited by difficulties encountered in joining these materials using fusion welding. Melting of the material results in formation of an undesirable phase (formed when molten Aluminum reacts with the reinforcement) which leaves a strength depleted region along the joint line. Since FSW occurs below the melting point of the workpiece material, this deleterious phase is absent in FSW-ed MMC joints. FSW of MMCs is, however, plagued by rapid wear of the welding tool, a consequence of the large discrepancy in hardness between the steel tool and the reinforcement material. This work characterizes the effect of process parameters (spindle speed, traverse rate, and length of joint) on the wear process. Based on the results of these experiments, a phenomenological model of the wear process was constructed based on the rotating plug model for FSW. The effectiveness of harder tool materials (such as Tungsten Carbide, high speed steel, and tools with diamond coatings) to combat abrasive wear is explored. In-process force, torque, and vibration signals are analyzed to assess the feasibility of on-line monitoring of tool shape changes as a result of wear (an advancement which would eliminate the need for off-line evaluation of tool condition during joining). Monitoring, controlling, and reducing tool wear in FSW of MMCs is essential to the implementation of these materials in structures (such as launch vehicles) where they would be of maximum benefit.     

TY-4火箭发射装置导流器热结构计算分析

根据TY-4火箭离轨段燃气流瞬态特性,对双面楔形导流器面板强度、温度参数和离轨扰动等具体技术问题进行了计算分析。结果表明,采用熔点和导热系数高的导流材料,使热量沿厚度方向传递,可以容纳燃气传热,降低表面温度,减少烧蚀;导流型面和冲击角的设计,对于减小冲击,抑制火箭起始扰动有重要作用。     

单视角立体成像技术研究

立体成像是获取目标三维轮廓信息的有效方法。目前,在航天航空领域立体成像方法主要包括：基于立体视觉原理的三线阵成像方法和主动式激光测距立体成像方法。这两种成像方式由于对平台要求较高或者无法得到目标的灰度图像而存在相应的缺陷。文章研究了一种新的单视角立体成像技术。通过对该技术的研究认为,单视角立体成像技术能够实现单台相机单...     

铝合金双光束激光填丝焊接熔丝特征分析

以5A06铝合金作为试验材料,采用单/双光束激光焊接方法进行了自熔焊接与填丝焊接试验。通过对焊接过程中熔池流动、匙孔形态及焊丝熔化与过渡过程的观察,研究了不同光束模式下焊丝熔化特性及影响因素。单光束激光焊接时,由于能量密度较高,熔池及匙孔波动剧烈;双光束模式中降低了输入的能量密度,在光斑距离1.5 mm时形成两个独立匙孔的开口面积仅为单激光时的34%,匙孔无闭合现象,熔化焊丝以双液桥形式过渡。光丝分离距离1 mm范围内,焊丝熔化过程稳定;光丝重合范围达到1 mm时焊接过程稳定性下降;光丝部分重叠的条件下,熔化过渡过程最为稳定。     

模拟月壤激光熔融成型工艺参数试验初探

月壤3D打印可以实现月球的原位资源利用,有望成为月球基地建设和持久运营维护的关键技术手段。文章综述了模拟月壤激光3D打印方法的研究现状,搭建了以CUG-1A模拟月壤为原料的激光熔融成型原理试验系统,并开展了常规环境工艺参数的初步试验。结果显示:激光功率和扫描速度影响激光熔融深度和直径,是模拟月壤激光熔融成型的关键工艺参数;模拟月壤熔融成型过程易出现孔洞、球化等典型缺陷,需要进一步对月壤激光相变机理和上述成型工艺参数进行解析优化。     

Ti/CFRP超混杂层板的研究与应用展望

Ti/CFRP超混杂层板具有高比强度、高损伤容限及优异的疲劳性能,是航空航天领域的重要选材对象之一。界面性能决定了层板综合力学性能的好坏,是Ti/CFRP层板目前的研究热点。首先综述了钛和钛合金不同表面处理工艺;然后介绍了Ti/CFRP层板力学性能试验及理论预报的研究现状;最后通过分析Ti/CFRP层板航空航天领域的现有应用情况,展望了Ti/CFRP层板未来潜在的应用方向。