解决钛合金舱体未焊透缺陷的工艺方案研究

对空空导弹钛合金舱体插接锁底结构圆周焊缝根部未焊透的产生原因和危害进行了讨论,提出了几套解决和防止根部未焊透缺陷的工艺方案。试验验证这些工艺方案完全能够消除未焊透缺陷。     

轻型铝-锂合金的焊接

由于与相当强度的普通铝合金比较,铝中加入锂能降低密度,提高刚度,因而铝-锂合金在航天工业部门已引起了广泛的兴趣。本文对公开发表的焊接铝-锂合金的结构和性能资料做一简要的综述。概括了这类轻型合金用熔极氩弧、钨极氩弧、电子束和激光束焊接的特性。这些合金看来似乎易于熔焊,但易于产生气孔、裂纹、未熔透及接头强度系数低等问题。热处理对接头强度系数的影响也是很显著的。用激光焊接可以消除普通焊接方法带来的一部分问题。激光焊接表明,表面软化程度较低,不产生气孔,具有较高的接头强度系数。资料建议如要将铝-锂合金焊接结构迅速应用到许多工业部门,则必须集中研究性能评价的更综合更系统的方法。     

TIG电弧快速成形5356铝合金零件的研究

使用钨极氩弧焊(TIG)电弧作为热源,对5356铝合金零件的快速成形进行了研究。研究表明,同一层成形时对不同焊道间的冷却时间进行控制可以获得较好的成形效果,而对整个成形件而言不同层之间冷却时间的合理控制对获得良好的成形效果同样起着至关重要的作用。同时还发现在后续焊接中采用不同的焊接速度虽然可以有效的控制热输入量,但是如果焊接速度的差异过大将导致成形过程的稳定性变差。     

5052铝合金CO2激光- MIG复合焊接工艺对焊缝成形的影响

以10 mm厚的5052铝合金为研究对象,研究CO2激光-MIG复合焊接工艺参数对其焊缝成形的影响规律。结果表明:焊缝熔深及熔宽随电弧电流的增加先增加后减少而后再增加,随激光功率的增加逐渐增加,随焊接速度的增加迅速下降;热源间距对焊缝熔深影响较大,对焊缝外观形貌影响很小。在He气中加入Ar气对改善焊缝表面成形和咬边等有明显的效果,随着加入的Ar气量增大,效果越明显;加入少量的Ar气有利于提高焊缝熔深,过量反而降低焊缝熔深。激光功率低于1 500 W有轻微咬边,在2 500 W有激光"匙孔"现象出现;当焊接电流为130～145 A、激光功率为3.5～4.5 kW、焊接速度为1～2 m/min、离焦量为-1～0 mm、热源间距为2～3 mm、Ar气流量为5～15 L/min、He气流量为10～20 L/min时,得到较好的焊缝形貌及焊缝熔深。     

铝合金轮毂冲压焊接工艺研究

分别采用卷制工艺、冲压工艺和机械加工工艺制备铝合金轮毂的轮缘、轮辐和轮毂,将其焊接成铝合金轮毂,进行检验和测试。结果表明:705合金在退火、固溶处理状态下都有软化倾向,可进行后续的轮缘卷制和轮辐冲压;焊接接头的母材热影响区晶粒粗大,焊缝区为等轴晶组织;焊缝区的断裂方式为延性断裂;铝合金轮毂的显微组织致密,纵向组织中未溶解相沿板材轧制方向分布且结构明显,横向组织中各向异性较小;铝合金轮毂的抗拉强度Rm为400~515 MPa、屈服强度Rp0.2为330~450 MPa、伸长率A为9%~17%。     

氢对TA10合金焊接接头组织和性能的影响

针对钨极氩弧焊焊接10 mm厚TA10钛合金板的焊接接头在渗氢量为0.14%与未渗氢两种情况下的显微组织和力学性能的差异进行分析。结果表明:与原始接头相比,经过固溶渗氢的接头组织中晶粒之间的晶界已分辨不清;接头组织中分布着大量条状或点状氢化物;两种焊接接头显微硬度分布曲线都呈"W"形变化,焊核中心区硬度最高,热影响区硬度最低,渗氢接头的显微硬度略比原始态接头高;与原始态接头相比,渗氢后接头的抗拉强度提高6.1%,而塑性降低66.7%,原始接头断裂模式为韧性断裂,渗氢接头为脆性断裂。     

焊接工艺参数对A-TIG焊的焊缝成形影响

研究了奥氏体不锈钢A-TIG焊和普通TIG焊在焊接工艺参数不同时对其焊缝成形的影响。试验结果表明;在相同的焊接工艺参数下,与普通TIG焊相比,涂活性化焊剂的A-TIG焊的焊缝熔深有显著增加,而熔宽明显减少;在涂敷的活性化焊剂成分和涂层厚度相同时,与普通TIG焊一样,A-TIG焊的焊缝熔深也是随焊接电流的增加或焊接速度的减少而增大的。     

钨极氩弧重熔对电弧喷涂复合涂层组织的影响

采用改进的电弧喷涂工艺在钢基底上制备WC颗粒增强钢基复合涂层,并对其进行钨极氩弧重熔以获得与基材呈冶金结合的耐磨复合涂层。利用光学显微镜、SEM、XRD、显微硬度计对涂层成分、组织、相结构及显微硬度进行测试。结果表明:电弧喷涂WC-钢基复合涂层经钨极氩弧重熔后,涂层的致密度提高,组织细小均匀,熔覆层与基材形成良好的冶金结合,熔覆层由F、P和其上分布的均匀、细小WC颗粒组成,无二次析出相,涂层的组织较之重熔前显著改善。     

电弧增材制造TA15钛合金的组织与性能研究

采用CMT电弧增材制造技术制备TA15钛合金堆积体,并对其显微组织和拉伸性能进行研究。结果表明：CMT电弧增材制造TA15钛合金堆积体成形良好,沿高度方向的宏观组织为外延生长的粗大β柱状晶,显微组织主要由网篮组织、片层组织组成。CMT电弧增材制造TA15钛合金堆积体在水平打印方向与增材高度方向的抗拉强度和屈服强度相差小,但增材高度方向的断后伸长率则优于水平打印方向。     

H65铜合金搅拌摩擦焊接工艺研究

对H65黄铜搅拌摩擦焊接工艺进行研究,对其焊缝成形、接头微观组织和力学性能进行分析。研究结果表明,黄铜具有良好的搅拌摩擦焊接性能。接头组织分为焊核区、热机械影响区、热影响区和母材区。焊核区金属发生动态再结晶,组织显著细化。随着旋转速度的增大,焊接速度的减小,焊接接头的硬度值降低。接头的抗拉强度比母材低,但比熔化焊得到的接头性能要高,最高强度为母材的90.1%。     

TA2钛合金动态压缩试样中的绝热剪切破坏研究

绝热剪切是金属材料高速变形破坏的重要形式之一,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）技术对TA2钛合金的动态力学性能及绝热剪切破坏特性进行研究,实验得到了TA2钛合金动态应力-应变关系。对试样的绝热剪切带形成及发展进行了微观金相观察,结果显示：TA2钛合金动态压缩试样中产生的绝热剪切带呈对称的双圆锥形特征。进一步利用有限元方法对试样动态压缩及变形局域化过程进行了有限元数值分析,模拟结果与实验吻合较好。数值分析结果表明压缩试样表面摩擦对试样中绝热剪切带的形成与破坏特征有着重要影响。     

TA1-Q345爆炸焊接复合板组织与性能研究

采用爆炸焊接法获得TA1-Q345复合板,兼具TA1钛合金钢的高耐蚀性和Q345钢的高强度.对复合板界面显微组织观察发现结合界面以往复循环波纹结合,界面两侧金属不同程度塑性变形,界面波纹状端部存在熔化区.对界面EDS面扫描显示界面两侧金属元素相互扩散.结果表明:界面处显微硬度最高,沿两边母材方向硬度逐渐减小,直到和母材硬度相同.复合板纵向剪切强度为334 MPa,横向剪切强度为298 MPa,均高于理论下限(196 MPa).     

氢对TA16钛合金性能影响研究

研究氢对TA16钛合金显微组织、氢脆行为和应力腐蚀行为的影响,以及TA16钛合金在8.5 MPa高温碱性水中的吸氢性能。结果表明,氢在TA16钛合金中形成面心立方的δ相氢化物TiHx(x=1~2)。在室温条件下,TA16钛合金氢脆敏感性随着合金中的氢含量的增加而增大;在8.5 MPa高温碱性水中,TA16钛合金的应力腐蚀敏感性随着合金中氢含量的增加而增大,但合金中氢的体积浓度小于350 mL/m3时,合金的应力腐蚀敏感指数小于0.2。在8.5 MPa高温碱性水中,TA16钛合金的吸氢量随着浸泡时间的增加而增大,浸泡13 000 h后,TA16钛合金的吸氢体积浓度小于50 mL/m3,合金表面形成的由TiO、TiO2和Ti2O3组成的致密氧化膜。     

Design and Simulation of TF and TA Controller for Missile

A nonlinear terrain following(TF) and terrain avoidance(TA) controller is proposed for missile control systems. Based on classical TF algorithm (adaptive angle method), a new method for TF controller is proposed by using angle of attack. A method of obtaining terrain outline data from digital elevation map (DEM) for TF control is discussed in order to save store space. A TA algorithm is proposed by using bank-to-turn technique. The block control model, which is suitable for backstepping design, is given for nonlinear model of missile. Making full use of the characteristics of the system and combining block control principle and backstepping technique, a robust controller design method is proposed. Uncertainties in every sub-block are allowed, and can be canceled by using the idea of nonlinear damping. It is proved that the state tracking errors are converged to a neighborhood of the origin exponentially. Finally, nonlinear six-degree-of-freedom simulation results for the missile model are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed control law.     

TiO2和SiO2活性剂对LD10钨极氩弧焊接头性能的影响

为提高高强铝合金钨极氩弧焊的效率,以LD10铝合金为研究对象,将TiO2,SiO2作为活性剂涂敷在试件表面,采用TIG方式进行焊接。研究TiO2,SiO2作为活性剂对焊缝深宽比、显微组织和接头显微硬度的影响。结果表明:活性剂的涂敷均会使焊缝熔宽增加、熔深加大;添加SiO2活性剂焊件的焊缝和热影响区硬度低于常规焊接件,添加TiO2活性剂焊件的焊缝硬度低于常规焊接件,但TiO2活性剂焊件焊接热影响区的硬度高于常规焊接件。     

两级提拉式单侧弹射装置内弹道建模与优化

为延长导弹压缩空气弹射的有效推力行程,提出一种新型两级提拉式单侧冷弹射方案。采用Peng-Robinson真实气体方程,建立了弹射内弹道模型;在Simulink中搭建内弹道求解模块、在ADAMS中建立了冷弹射方案的虚拟样机,以气缸输出力、气缸位移和速度为状态变量,实现联合仿真,获得了内弹道参量的变化规律,并基于小型原理样机试验对仿真结果进行了验证。验证结果表明：第1级低压室压强先升后降;气缸换级过程中,低压室温度、压强与导弹加速度发生突变,但对导弹速度、位移影响较小。以气源容积最小为目标函数,选定约束条件和设计变量,应用遗传算法进行优化设计。优化后的气源容积降低了64.5%,优化结果大大提高了发射装置的机动性。研究结果验证了新型两级提拉式单侧冷弹射方案的可行性。     

焊接速度对搅拌摩擦焊缝组织及性能的影响

在不同焊接速度下对11 mm 厚的2A70-T6铝合金进行搅拌摩擦焊,并对焊缝进行显微组织观察和力学特性测试。结果表明：采用旋转速度为300 r/min、焊接速度为220 mm/min进行焊接时,可获得优质的焊缝接头,其焊缝抗拉强度为357.6 MPa;前进侧的熔合过渡区焊缝金属变化剧烈;焊核区呈现细小的等轴状晶粒;返回侧熔合过渡区塑性金属变形的梯度较前进侧缓和。随着焊接速度的增大,焊核区和晶粒尺寸逐渐变小,焊缝的抗拉强度也逐渐增大,但增大幅度逐渐变小。