封严支撑环零件电子束焊裂纹研究

通过金相覆膜分析的方法，对GH141材料焊接裂纹性质进行了判定，分析了焊后裂纹产生的原因。采用改进焊前接头状态，降低零件焊后的残余应力，对焊道进行表面处理等工艺方法，有效的控制了应变时效裂纹的产生，解决了封严支撑环焊接的裂纹问题。     

30Cr3钢壳体淬火状态下真空电子束焊接工艺

为解决淬火状态下30Cr3超高强度钢在真空电子束焊接时易产生冷裂纹、过热区脆化及热影响区软化等问题,在对材料性能分析的基础上,采取了提高真空度、提高加速电压、焊前预热、选择合适的焊接速度以及焊后回火处理等措施。结果表明,金相分析未发现缺陷,试样断口为塑性断裂,试片焊缝强度系数达0 96,产品爆破压力pb>27MPa。证明该方法可满足设计要求的焊接接头,为固体火箭发动机壳体的生产提供了新的工艺方法。     

移动式远红外辐射预热器

镁合金铸件的欠铸、气孔疏松等部份以及在加工过程中产生的机械损伤等缺陷允许进行补焊,为防止铸件焊接后产生裂纹,焊前一般应预热,我们采用移动式远红外辐射预热器来进行。根据铸件内部空腔及外壁相应形状制成如图所示几种远红外线辐射加热器,我们专门设     

钛合金电子束焊接表面残余应力的测试和有限元分析

采用多束电子束流焊接Ti60钛合金,并利用小孔法和有限元分析方法分别测试和模拟焊后残余应力值.对焊前预热、焊后缓冷和焊前预热+焊后缓冷三种焊接工艺下的残余应力值进行比较,研究残余应力的分布规律.研究结果表明,在垂直焊缝截面上,纵向残余应力σx的模拟结果与测试结果在变化趋势上基本一致.在平行焊缝截面上,实测与模拟纵向残余应力σx的分布规律相似.证明了有限元模型的合理性和可靠性.采用预热+焊接的焊接工艺对残余应力影响不大,采用焊接+缓冷的焊接工艺可以改变残余应力的分布.     

钛合金带筋壁板穿透焊工艺研究

从焊前准备、焊接装配、焊接保护、焊后校形、力学性能等5个方面,研究了钛合金穿透焊工艺及其焊接工艺参数,分析了焊接接头的组织性能。结果表明,充分的焊前准备、正确的焊接装配、有效的焊接保护及合理的焊接工艺参数是获得优质钛合金焊接接头的保证;焊后正确的热处理是零件保形的必要条件。     

一种无裂纹激光焊接技术

德国FraunhoferInstituteforMaterialandBeamTechnology研究所的研究人员已成功开发出一种利m激光对经热处理的钢进行焊接的新技术—激光感应焊接技术．虽然激光光束能产生焊接所需要的能量，但由于材料冷却速度过快，焊接时会出现裂纹，因此，过去无法用激光对经热处理的钢进行焊接．经热处理的钢在自动化丁件生产中通常m于制造驱动轴等遭受极大应力的零部件．这种焊接新技术的原理如下：焊接时，有电流流经线圈产生电磁场，从而在钢件上产生电流．电阻使被焊钢件的温度升高．对钢件表面进行预热。然后，利用激光对经预热的材料表面进行…     

随行辅助预热电子束薄板焊接的数值模拟

电子束焊接薄板过程中,由于局部加热过快,易产生焊接变形。因此,在电子束焊接的主热源两侧引入基于高频扫描技术的电子束辅助热源,进行焊前预热,以达到减小焊接变形的目的。建立了矩形均匀加热辅助热源模型,采用热弹塑性有限元分析方法对1.5mm厚不锈钢薄板随行辅助预热电子束焊接进行数值模拟,并且进行了试验验证。结果表明,焊后残余应力和变形的模拟结果与试验所得结论一致。电子束焊接随行辅助预热方法不仅可以改变熔池前方材料的应力状态,而且当熔池形成瞬间熔池时,还可以减小前方材料的压应力峰值,有利于减小薄板结构的焊接变形。     

LD10高强铝合金真空扩散焊工艺研究

针对LD10铝合金真空扩散焊工艺，较详细地分析了焊接温度、压力和保温时间对接头质量的影响和作用。试验指出，焊前试件的表面清理是很重要的；接头的抗拉试验表明，不需加任何中间层金属，LD10铝合金的搭接接头抗拉强度系数大于80％．本试验条件下的最佳扩散焊工艺参数为：焊接温504℃；保温时间3h，焊接压力4MPa．     

C300 穿孔型等离子弧焊接焊缝结晶裂纹的研究

采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及Thermal-calc 计算等方法分析了马氏体时效钢(C300) 穿
孔型等离子弧焊接(Keyhole-Plasma Arc Welding, K-PAW)过程中结晶裂纹的成因及形貌。研究认为,C300 虽
然具有良好的焊接性,但也会产生结晶裂纹。本试验条件下,影响高纯净C300 产生结晶裂纹的主要因素是应
变—温度增长速率,提高预热温度和增加线能量有利于降低结晶裂纹倾向。焊接热源对母材的预热作用有利
于已形成结晶裂纹的逐步止裂。具有凸形表面的焊缝以及细小等轴晶的焊缝的结晶裂纹倾向较小。     

工艺技术

焊接高强度铝合金时减少热裂纹的技术在气体保护钨极弧焊接（GTAW）高强度铝合金2024时采用了在焊枪后面增加移动热沉（急冷源）的方法，可减少甚至消除热裂纹。这是在采用先进的有限元分析和系统试验的基础上进行的。有限元分析法用于研究焊接过程中在脆性温度范围内（BTR）焊接金属时的热机械性能。传统GTA焊接铝合金时在熔池后面发现了BTR内的拉伸变形区。如果不能进一步改进焊接金属热延展性，那么要减少热裂纹就必须消除熔池后面的拉伸变形区，或把它减少到满意的程度。采用计算模型发现，通过使用焊弧后面的相隔一定距离的移动…     

GC-4超高强钢焊接冷裂倾向的评价

GC-4钢是我国自行研制的一种无Ni低Cr超高强钢,主要用它取代30CrMnSiNi2A钢制造飞机起落架等受力构件。但由于该钢种含碳量高,合金元素多,冷裂倾向较大,使其应用受到限制,因此探明该钢种的冷裂倾向。制定一套合理的焊接工艺,防止冷裂纹的产生。     

随焊激冷对LY12CZ铝合金焊接热裂纹倾向影响的研究

采用自行研制的柔性接触式激冷器,分别以液氮和水作为冷却介质,研究了随焊激冷对ＬＹ１２ＣＺ铝合金焊接热裂纹率的影响。同时结合跨焊缝两侧横向位移的实时测量结果,分析了随焊激冷影响热裂纹率的作用机理。研究表明,采用随焊激冷工艺能够有效地降低ＬＹ１２ＣＺ铝合金的焊接热裂纹率,其原因在于随焊激冷显著增加了ＢＩＲ（脆性温度区间）内表观横向收缩量。     

铝锂合金的焊缝组织与开裂敏感性研究

采用横向变拘束试验,研究铝锂合金(A合金)和2024合金的焊接热裂纹敏感性;并对焊缝组织进行分析,探讨它对两种合金焊接开裂倾向的影响.结果表明,A合金焊缝组织为柱状枝晶,在焊缝与热影响区之间由于非均匀形核而形成精细等轴晶粒区域(EQZ),而2024合金焊缝为联生结晶的胞状枝晶组织.两种合金焊缝组织的差异造成A合金有更高的焊接热裂纹敏感性.     

激光冲击强化对加力燃烧室火焰探测器焊缝的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)后加力燃烧室火焰探测器焊缝位置异常开裂原因,采用X射线衍射方法和金相方法对激光冲击强化效果进行分析,并利用扫描电子显微镜对断口进行了观察。在Abaqus有限元分析软件中建立了与观察到的焊缝缺陷相似的有限元模型,对焊缝缺陷的LSP处理及冲击波传播过程进行了模拟分析。试验结果表明:具有较好材料完整性的区域经LSP处理后,表面会预置较大残余压应力,同时表面金属晶粒得到细化,疲劳裂纹会在焊缝缺陷位置萌生和扩展。有限元分析结果表明:存在分层缺陷的焊缝经LSP强化后,冲击波会在分层缺陷处产生反射,造成分层位置发生开裂,形成裂纹源造成疲劳开裂。根据试验和仿真分析结果,为提升火焰探测器焊缝激光冲击抗疲劳效果,建议优化焊接工艺,提高焊接质量。     

点焊质量控制方法的研究

利用光栅位移传感器和压电石英力传感器 ,建立了热膨胀位移和动态电极压力点焊质量微机监控系统 ,并对这两种监控方法的控制原理、控制性能和控制效果进行了分析比较。试验结果表明 ,此类单参数质量控制系统能够实现点焊过程质量监控 ,并具有自适应特性 ,可用于构造多参数点焊质量控制系统     

双焦点激光焊接工艺参数对焊缝成形影响

通过利用自行研制的分束焊接头将一束激光分为能量相当的两束激光,在沿焊缝方向上串联产生了两个焦点.通过该试验系统研究了在双焦点激光焊接过程中参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律,探索了双焦点激光焊接最佳工艺的参数调节,试验结果表明,双焦点激光焊接显著改善了焊接质量,焊缝的中心线开裂敏感性也降低.双焦点激光焊接过程中,激光功率、焊接速度、离焦量等参数的变化,均能对焊缝成形和熔深产生显著影响,进而影响焊缝的微观组织和宏观形状.     

航空专用焊接数据库及专家系统

焊接数据库及专家系统是焊接数字化体系的重要组成部分。近年来,随着航空制造业向数字化、智能化方向转型步伐的加快,吸引了越来越多的航空企业开展航空专用焊接数据库及专家系统设计与开发方面的工作。目前在航空制造领域建立的焊接数据库,已实现航空材料焊接基础数据、焊接参数数据、焊接性能数据及典型案例数据的有效存储和共享。焊接工艺设计专家系统的应用,可辅助焊接工艺文件自动设计与管理,大大缩短了焊接工艺文件编制周期;焊接缺陷诊断专家系统可根据缺陷特征判断缺陷类型,或根据缺陷类型分析缺陷成因,对控制和预防各类缺陷的产生及控制焊接质量具有重要的实际应用价值;焊接信息管理平台在数据库平台、专家系统平台以及用户权限管理基础上,实现了焊接工艺流程的在线智能化协同办公。结合航空制造业焊接数字化发展进程,在已有焊接数据库及专家系统研究的基础上,把焊接质量预测专家系统和制造业大数据分析挖掘技术运用到航空焊接数据库及专家系统设计中,将成为未来航空焊接专家系统的发展趋势。     

铝基复合材料的脉冲氩弧焊研究

研究了Al_2O_3P/6061Al铝基复合材料在脉冲氩弧焊条件下的可焊性。焊缝金属及热影响区的显微组织观察与分析表明,接头组织致密,无气孔、夹杂和裂纹等缺陷,接头的抗拉强度可达母材强度的80％左右。焊接接头的X射线衍射相结构分析和断口扫描电镜分析的结果表明,接头中含有Al,Al_2O_3,MgAl_2O_4等相,接头拉伸试样断口呈韧性断裂机制。文中还针对这种复合材料在氩弧焊接中存在的问题、以及如何提高接头质量应采取的措施进行了理论探讨。     

新一代运载火箭2219铝合金配用焊丝研制

针对新一代运载火箭贮箱材料2219铝合金，研制出了适用于常、低温贮箱焊接的焊丝。综合评价结果表明，新研制的焊丝具有良好的制造工艺性能、成分稳定；焊接2219铝合金裂纹敏感性低、气孔敏感性低、焊接工艺性好，接头性能满足指标要求，焊缝组织正常，补焊性能良好，拉伸、冲击均呈韧性断裂特征；接头综合性能优于2A14／BJ-380接头。     

Hot-cracking susceptibility and shear fracture behavior of dissimilar Ti6Al4V/AA6060 alloys in pulsed Nd:YAG laser welding

Laser welding of dissimilar titanium/aluminum alloys has been employed at an increasing rate, particularly in the aerospace industry, owing to its advantages in terms of current design flexibility and fuel/cost savings. The major problem with dissimilar Ti/Al welds arises from the difference in the thermal expansion and contraction of the two metals, which leads to hot-cracking susceptibility and the mitigation of the mechanical property after welding. In the present study, pulsed Nd:YAG laser welding of Ti6Al4V and AA6060 has been addressed. Hot-cracking susceptibility in the heat affected zone and the shear fracture behavior of the lap joints were investigated through microstructural characterization and mechanical tests. The results indicate that the hot cracking tendency can be reduced by increasing the pulse peak power (7.5–8.5 kW) and the laser point diameter (0.8–1.0 mm) with specific pulse duration and overlap. An alternative control strategy for less hot cracks in the Ti/Al lap joint can be to increase the weld width and decrease the cooling rate during solidification. The shear fracture of the Ti/Al lap joint is likely to occur along the lower side path of the weld interface with decreasing weld surface collapsed amount and increasing aluminum base metal melt depth.