TC17钛合金焊接及局部热处理残余应力的数值模拟

对TC17钛合金平板的氩弧焊焊接和焊后热处理过程进行了数值模拟,模型中考虑材料相变和蠕变,计算得到焊接和热处理过程中的温度场演变情况和热处理前后残余应力分布规律。结果表明,由于存在较大的热输入,焊后产生了较大的残余应力,焊缝附近的HAZ区域纵向残余拉应力达到了650MPa左右,热处理后降低至160MPa左右。采用小孔法和X射线衍射仪测量了试件的残余应力,模拟计算得到的残余应力值与小孔法测试结果符合性较好。     

厚板铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊热过程及受力状态数值分析

基于Deform–3D软件建立了12mm板厚6061–T6铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊接(Stationary Shoulder Friction Stir Welding,SSFSW)过程热力耦合数值模型,探讨了焊接工艺对SSFSW温度场、热循环及受力状态的影响规律。计算结果表明:焊接转速增加50%将引起焊核最高温度增加21.6%以上;焊接速度增加50%分别导致高温停留时间和冷却时间降低50%和60%以上;对给定转速1000~1500r/min及焊接速度100~150mm/min范围,静止轴肩的轴向力为28.2~24.3kN,前进阻力为17.4~15.3kN,焊接转速增加50%其轴向压力降低13.8%,焊接速度增加50%其前进阻力增加13.7%;搅拌针扭矩最高值在27.3~25N·m范围。上述数值模拟结果为厚板铝合金SSFSW搅拌工具设计及工艺优化提供重要理论依据。     

基于形状改变比能和材料属性离散的焊接残余应力估算

为了提高焊接残余应力测量精度,在2219-T87铝合金TIG焊接接头残余应力测定试验基础上,通过离散接头材料属性并利用形状改变比能对焊接残余应力进行塑性修正,分别研究孔边塑性变形和接头强度不匹配对焊接残余应力估算的影响。结果表明：同时考虑孔边塑性变形和接头强度不匹配因素的焊接残余应力估算方法,比线弹性残余应力计算方法能最大减小39.8%的误差;当测量点距焊缝距离小于8mm时,在考虑孔边塑性变形的情况下,同时考虑接头不匹配的影响相比不考虑其影响可最大减小40.6%的误差;当测量点距焊缝距离大于8mm时,可忽略接头强度不匹配对焊接残余应力估算的影响。     

铝锂合金激光焊试验研究

研究国产8090铝锂合金YAG激光焊。试验表明：在合理的焊接工艺参数下可得到优良的焊接接头，接头表面平整、光洁。单面焊能焊厚度不大于0.70mm板，双面焊能焊不大于1.4mm板。金相分析表明接头结合良好、焊缝为细晶组织、焊缝窄，热影响区小，电子探针微区域分析表明焊缝及热影响区成分几乎无变化。8090铝锂合金易产生焊接热裂纹，并易产生延迟裂纹，焊后应进行去应力处理。     

电阻焊集约控制系统

通过对生产实际情况进行分析,说明了集约式电阻点缝焊控制系统研制的必要性。介绍了以触模式薄膜按键、八段显示器和发光二极管指示灯构成的集约式操作显示面板优化布局设计。提出了各种组合式电阻焊循环方式,分别讨论了各方式的功能及适用性。本文所讨论的设计方案均已实现于ＫＤＦ－４型点缝焊控制箱,其各项功能均在生产实践中得到了验证。     

变极性等离子弧焊接系统的研制

主要介绍了所研制的变极性等离子弧焊接系统，包括：主弧电源、维弧电源、等离子焊枪、电源配套系统以及计算机控制系统等，对系统的设计和关键技术突破作了较为详细的阐述。采用该系统焊接了4mm、5mm、12mm厚铝合金试片和5mm厚筒形结构件，焊缝内部质量符合QJ2698－95中I级接头要求，气孔符合MIL－STD－2219标准。     

力学不均匀性对焊接接头疲劳裂纹扩展影响的研究

本文将焊接接头简化为夹层材料裂纹体模型，通过实验及弹塑性有限元方法研究了均匀材料和具有力学不均匀性的夹层材料裂纹体中心裂纹试件中疲劳裂纹的扩展规律。发现疲劳裂纹的扩展不但取决于裂纹尖端处材料的性质，而且还受裂纹尖端附近材料力学不均匀性的严重影响；不均匀体裂纹尖端的塑性区、应力应变场与均匀材料裂纹体显著不同；力学不均匀性对疲劳扩展寿命影响的本质在于力学不均匀性对疲劳裂纹闭合的影响     

2524铝合金的搅拌摩擦焊对接工艺

以2524-T3板材作为试验材料,研究了薄板的搅拌摩擦焊对接工艺,优化了对接焊的工艺参数,获得了焊接工艺窗口及最优工艺参数.在最优工艺参数下生产的对接焊件具有良好的质量外观,焊件的变形量和焊缝减薄量极小;焊件的X射线检测结果表明焊件内部质量良好,没有在照片上发现缺陷;金相组织分析显示,焊缝横截面组织均匀致密;焊接接头静力拉伸性能测试结果表明焊缝抗拉强度的平均为397 MPa,为母材抗拉强度的90.4％.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯薄膜的超声波焊接

研究了12μm聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/30μm聚乙烯(PE)薄膜超声波焊接工艺,发现焊接振幅在2-10μm,对焊接接头热合强度的影响不大;其焊接接头的热合强度最大值出现在焊接振幅4-7μm。随着焊接时间的延长和焊接压力的增大,焊接接头的热合强度呈先增大后减小的变化规律。对不同工艺参数下焊接区域的结晶程度的分析结果说明,PET/PE薄膜焊接接头热合强度与接头的结晶程度有关,随着焊接时间、焊接振幅、焊接压力增加,焊接区域试样的结晶程度先减小后增大,焊接接头的热合强度先升高后降低。PET/PE薄膜超声波焊接接头的熔融区域较宽,断面凹凸不平,出现拉出凸起部分,表现为韧性断裂特征。     

重型火箭贮箱大型结构制造技术现状及发展分析

大型结构件制造技术是发展重型运载火箭的关键技术之一,直径8～9m级重型运载火箭大型贮箱将带来成型、焊接装配等工艺和装备方面新的制造技术挑战.吸取以往人类历史上研制经验教训,有助于权衡大型结构件制造实现和制造经济性.需开展先进制造技术升级,加强大型轻质化结构制造技术和装备技术基础,适应发展要求.