夯实技术基础研究持续驱动创新发展——访中国工程院院士、中航工业北京航空制造工程研究所研究员关桥

( ):您主持完成众多科研课题,您认为基础研究对引领技术发展有何重要作用?高能束流加工技术体系还需加强哪些方面的基础研究? 关桥:虽然我们已建立比较完整的高能束流加工技术体系和相应的装备,如把激光、电子束用于焊接、制孔、强化、涂层表面改性与毛化、增材制造等;但是,如果没有扎实的技术基础研究,就不可能有可持续的创新发展;否则,由于只“知其然”,而不“知其所以然”,有朝一日眼前的“成果”、“成就”中就有可能呈现出发生事故的“瑕疵”.     

某型飞机零号框损伤修复技术研究

针对某型飞机中机身零号框多处损伤的现象,根据损伤产生特点及结构描述,利用有限元方法,模拟零号框局部修补后状态,对修复该腹板的可行性进行分析,并对其进行加载计算,结果表明:修补后零号框无法满足强度要求;在更换零号框腹板过程中,采用组合式引孔衬套替代原引孔方式,解决了二次引孔易超差的难题,为今后族类飞机框腹板及改型机的修复提供了参考.     

激光-GMAW复合热源焊接熔池-小孔行为分析

掌握和深入理解激光-GMAW复合热源焊接过程中的熔池与小孔行为,是实现复合热源焊接工艺参数优化并将其应用于实际工程的前提.综合考虑激光和电弧的热-力作用以及熔滴过渡带入熔池的质量、热量和动量,建立了激光-GMAW复合热源焊接过程的数值分析模型.定量分析了复合热源焊接过程中熔池流体流动与传热过程以及小孔的动态行为.数值分析结果表明,小孔壁面上各种力相互作用和影响,在小孔前/后壁上会周期性地出现微小凸台,小孔孔道处于短暂瞬间闭合与重新张开的瞬时演变状态.熔滴冲击造成的熔池凹陷与小孔周期性合并与分离,加剧了小孔的不稳定性.熔池内形成两个方向相反的涡流,并在电弧下方附近发生交汇.     

0Cr15Ni5Cu2Ti不锈钢电阻缝焊工艺

通过 0Cr15Ni5Cu2Ti不锈钢板材电阻缝焊工艺的试验研究 ,确定了合理的焊接工艺参数 ,并探讨了焊后热处理制度对焊接接头性能的影响     

Invar钢模具制造工艺研究

复合材料零件固化后型面几乎不再做加工,因此复合材料成型模具的优劣对制品的外形及表面质量起着重要作用。采用GB／T4339～1999标准测试了几种模具材料的热膨胀系数,结果表明Invar钢与复合材料相匹配。通过对Invar钢焊接性能与切削性能进行研究,试验结果表明：采用坡口间隙2mm、堆焊电流170A、保护气体15L／min焊接工艺可得到良好的焊接接头;粗加工采用转速1300～1500r／min、进给速度400mm／min、切深2．5mm,机床运行无异常,刀具未见明显磨损;精加工采用转速2200-2500r／min、进给速度480mm／min、切深0．5mm可得到良好的切削表面。     

TC18钛合金焊接技术在飞机起落架制造中的应用研究

在国内某型舰载机研制中,首次在起落架制造中开展了TC18钛合金焊接技术应用研究,通过试验研究,形成了完整实用的TC18钛合金焊接技术,能满足国产舰载机和其他新型飞机起落架的研制生产需求.     

6061-T4铝合金搅拌摩擦焊T型接头缺陷及性能

对板厚3mm的6061-T4铝合金T型接头进行搅拌摩擦焊接研究并具体讨论了旋转速率(ω)及焊接速率(v)对焊接缺陷及力学性能的影响。结果表明:对给定的夹具形式和搅拌工具,当v不变时焊缝前进侧筋板圆角过渡处容易产生随ω/v增大而减小的隧道缺陷,后退侧圆角区易出现清晰的"Z"连接线;壁板出现两个随ω增大而扩大的软化区域,而壁板焊缝中心的硬度随ω增大而升高;T型接头筋板焊缝热力影响区同样被软化,其硬度较母材降低17.0%;局部组织软件是造成所有接头沿壁板方向加载抗拉强度下降的重要原因,其最高抗拉强度只达到母材的73.8%,隧道缺陷是引起ω=1008r/min筋板方向强度降低的主要原因,而ω=1541r/min和ω=2256r/min筋板方向强度降低主要归结于T型接头中热力影响区组织的软化,其中当ω/v=1541/218 r/mm时,沿T接筋板方向抗拉强度最高可达到母材的83.5%。     

钨极氩弧焊技术及其在空空导弹加工中的应用

钨极氩弧焊已经发展成为一种较为成熟的焊接技术,它所具有的电弧功率小、热量集中且容易调节、适用于薄壁零件的焊接、可实现单面焊双面成形等特点而使其在空空导弹的焊接加工中显示出了优势,但由于空空导弹焊接组件结构的特殊性、尺寸精度的高要求和所用材料较差的可焊性,都对钨极氩弧焊技术提出了新的技术难题,需要我们努力进行研究和探索。     

等离子弧焊接和切割

系统地主化述了等离子弧焊接和切割的发展过程及其研究方向，并从等离子技术学科现状指出了其将来的发展趋势。     

塑料超声波焊接质量影响因素的研究进展

从焊接材料、工艺参数、焊接面连接形式等方面综述了塑料超声波焊接对焊接质量的影响规律。低熔点、高表面摩擦系数的材料容易进行焊接，焊接质量主要受焊接时间、压力等因素的影响，导能筋及连接层的引入有利于提高焊接质量，并指出了塑料超声波焊接的发展方向。