航空发动机主泵燃油进油导管焊缝裂纹分析

某型发动机在地面试车考核48 h后,在主泵燃油进油导管与燃油温度传感器连接导管的焊缝处出现漏油现象,经着色检查,发现主泵燃油进油导管在焊缝处产生了裂纹,该主泵燃油进油导管材质为1Cr18Ni9钢。通过金相、扫描电镜以及焊接残余应力模拟分析等手段,对失效导管进行断口形貌观察、组织及成分分析,确定了裂纹性质为起始应力相对较大、扩展应力相对较小的疲劳裂纹。通过对零件进行焊接残余应力的分布模拟,结果表明:导管焊后不进行去应力热处理的情况下会有较大的残余拉应力,该残余应力导致导管试车时产生裂纹。     

发动机加力燃油总管固定耳座焊缝开裂分析

本文对某型发动机在使用中发生的三起加力燃油总管固定耳座焊缝开裂故障进行了深入分析,三起故障有诸多相似之处,属于同类故障.通过断口分析和金相组织检查,确定了其失效模式为高周疲劳断裂.进一步通过受力分析,确定导致固定耳座焊缝疲劳开裂的主要原因是该部位应力水平较高.焊接缺陷对疲劳裂纹的萌生也起到了一定的促进作用.     

发动机燃油管断裂故障分析

某型发动机燃油管多次发生断裂故障,断裂部位在管接头端焊缝附近,采用断口分析、金相组织分析、管道强度计算、安装应力测量等方法,对燃油管断裂的原因进行了分析。结果表明,燃油管安装应力过大是引起断裂的主要原因。结合实际经验,加强装配过程控制,提高装配质量,可有效预防燃油管断裂故障。     

航空发动机滑油供油管裂纹分析

飞行时航空发动机滑油压力告警，分解检查后发现滑油供油管与盖板钎焊缝焊角处存在一条裂纹，裂纹沿周向扩展，约占整个圆周的4/5，采用断口观察、金相组织分析、有限元计算分析、装配应力和振动应力测试等方法，分析了滑油供油管裂纹产生的原因。结果表明:滑油供油管裂纹性质为高周疲劳开裂，裂纹起始于外壁表面钎焊缝焊角部位，裂纹位置处装配应力为280 MPa，振动应力为21 MPa，较大的振动应力和装配应力共同作用导致滑油供油管裂纹。通过增加卡箍，改善校形，可避免类似故障。     

某型发动机导管焊缝裂纹失效分析

通过对裂纹断口进行的宏、微观观察,成分检查和综合分析,结果显示,发动机导管焊缝的裂纹性质为疲劳裂纹,疲劳起始于焊缝靠近外表面处的疏松缺陷。钎焊部位存在疏松缺陷是导致焊缝产生裂纹的根本原因。     

可拆卸卡箍断裂原因分析

飞机发动机引气预冷系统导管固定卡箍服役后发生断裂,通过外观观察、断口宏微观观察、金相组织检查、硬度试验、化学成分分析等方法对卡箍断裂原因进行了综合分析,结果表明:断裂卡箍为高周疲劳断裂;导管设计布局在发动机舱,断裂卡箍处位于导管安装有波纹管端附近,在发动机运转中产生振动,如果卡带与支架装配过程中装配应力过大,会导致外表面边角处应力较大,同时在振动应力作用下,在外表面边角应力集中处形成裂纹并扩展,降低支架的边缘和卡带表面处的应力集中,消除卡带边缘的残余应力,可有效防止卡箍的疲劳断裂。     

一种7075铝合金液压油缸的失效分析

采用扫描电镜和透射电镜对7075铝合金缸体出现的断裂现象进行了显微组织观察和失效分析.结果表明,7075铝合金缸体疲劳裂纹的萌生与阳极氧化膜有关,其表面的微孔洞在循环应力作用下容易产生应力集中,从而成为疲劳裂纹形核的场所.防止措施:建议将过渡圆弧半径加大以降低应力集中,减少疲劳裂纹萌生的可能性.     

发动机燃油供油导管开裂分析

在进行地面检查时发现发动机燃油供油导管焊缝处开裂漏油，结合宏观观察、断口分析、化学分析、金相检查以及有限元模拟等，对其开裂原因进行分析。结果表明:未被卡箍有效固定的供油导管受较大振动载荷作用，在较粗糙的接嘴焊缝根部应力集中处萌生疲劳裂纹，进而疲劳扩展，与内表面烧穿区边缘的焊接微裂缝贯通，导致导管焊缝漏油。焊接时2次收弧的叠加导致导管局部焊穿，焊道表面状态恶化，且材料综合性能下降，促进导管发生疲劳开裂。通过调整导管与卡箍的配合方式、降低线能量等方法，可以有效控制此类故障的发生。     

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验方法对SMA490BW钢焊接接头的超高周疲劳性能进行研究,通过X射线应力仪对焊接试样残余应力进行测试,采用扫描电镜对疲劳裂纹的萌生、扩展及疲劳断裂机理进行观察和分析. 结果表明,SMA490BW钢母材的疲劳性能远高于焊接接头,在1 × 108循环周次条件下,接头的疲劳强度为141 MPa,仅为母材的44.2%. 接头裂纹主要萌生于焊趾表面缺陷处,疲劳断裂机理表现为准解理断裂, 并伴有塑性变形痕迹. 焊趾处几何不连续造成的应力集中和焊缝及其附近区域一定的残余拉应力,以及接头各微区组织和性能的不均匀性,是导致焊接接头疲劳性能偏低的主要原因.     

深窄间隙焊接接头疲劳性能试验研究

通过高周疲劳试验,测定了大厚壁NiCrMoV钢深窄间隙埋弧焊焊接接头的S-N特征曲线.疲劳试验发现,疲劳试样断裂位置多发生在焊缝处,并对疲劳断口进行了SEM分析.发现疲劳裂纹源出现在材料内部,焊缝的裂纹源多萌生于焊接缺陷处,非金属夹杂是造成母材疲劳裂纹形核的原因.试验得出了该焊接接头的条件疲劳强度(N=5×107)为405 MPa,从而为结构设计工作人员提供了技术依据;严格控制焊接缺陷可改善整个接头的疲劳性能.     

发动机风扇静子叶片裂纹失效分析

针对发动机风扇静子叶片出现裂纹故障进行失效分析。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析,并对叶片上缘板排气边转接区域的应力分布进行计算,确定了叶片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障风扇静子叶片上缘板转接区域裂纹为高周疲劳性质,导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是机匣与上缘板焊接的热影响区进入叶片上缘板排气边转接处的应力集中区;同时叶片工作时受到的振动载荷也加速了疲劳裂纹的产生。并由此提出增加叶片上缘板排气边转接区和焊缝距离的改进建议。     

Fatigue crack growth of titanium alloy joints by electron beam welding

Electron beam welding（EBW） has been widely used in the manufacture of titanium alloy welded blisk for aircraft engines. Based on fatigue crack growth tests on titanium alloy electron beam welding（EBW） joints, mechanism of fracture was investigated under scanning electron microscope（SEM）. The results show that fatigue crack growth rate increases as the experimental load increases under the same stress ratio and stress intensity factor range. At the beginning of crack growth, the extension mechanism of fatigue crack is the typical mechanism of cleavage fracture. In the steady extention stage, crack extends along the weld seam firstly.Then, crack growth direction changes to extend along the base metal. The extension mechanism of fatigue crack in the weld seam is the main mechanism of cleavage fracture and the extension mechanism of fatigue crack in the base metal is the main extension mechanism of fatigue band. In the instantaneous fracture stage, the extension mechanism of fatigue crack is the typical dimple-type static fracture mechanism.Crack growth was simulated by conventional finite element method and extended finite element method.     

传动轴管与万向节叉焊接接头断裂分析

汽车传动轴在轴管与万向节叉焊接接头处断裂,通过化学成分分析,焊接接头断口及金相组织观察、硬度分析,确定了焊接接头断裂的模式及产生的原因。结果表明:传动轴管与万向节叉焊接接头为疲劳断裂,疲劳起源于V型焊缝底部万向节叉一侧焊接接头熔合线附近的应力集中部位;万向节叉一侧焊接热影响区的脆性马氏体对疲劳裂纹的萌生和扩展有较大的促进作用;针对焊接接头失效的原因改进了焊接工艺,严控轴管成分,取得了较好的效果。     

X70钢管道采用铜衬垫根焊的焊接接头疲劳性能

利用成组法,在应力比r=0.1的情况下分别对采用铜衬垫与陶瓷衬垫进行根焊的X70钢管道焊接接头进行了高频疲劳试验,并在一定的疲劳载荷及循环次数下,对比两种试样焊趾处疲劳裂纹的启裂情况. 结果表明,X70钢管道根焊采用铜衬垫焊接过程中,其背部的渗铜对构件疲劳强度基本没有影响,两种试样的S-N曲线基本一致,疲劳裂纹均起始于根焊背部焊趾处. 在相同的应力及循环条件下,焊趾处裂纹萌生情况无明显区别. 在此基础上,采用SEM方法进一步对疲劳断口进行了分析.     

发动机封严胶圈裂纹分析与预防

在分解检查某返厂排故的发动机时,发现该发动机桨轴封严胶圈有明显的裂纹。为查明封严胶圈产生裂纹的原因,对裂纹的外观、断口及封严胶圈的材质和受力情况进行了综合分析,并进行了模拟装配试验。结果表明：该裂纹是由机械损伤、扭转预紧力、径向拉力以及油压力等因素综合作用所致的疲劳裂纹。封严胶圈机械损伤在装配前已经形成,封严胶圈局部扭转在装配过程中形成的,裂纹产生与胶圈材质无关。在上述分析的基础上,结合实际经验,加强了密封胶圈的外观质量控制,并对装配工艺进行了适当的改进,提高了装配质量,有效地预防了封严胶圈裂纹故障。     

Fatigue behaviour of Al/steel dissimilar resistance spot welds fabricated using Al–Mg interlayer

Aluminium alloy sheets were joined to stainless steel ones by a resistance spot welding method using Al–Mg alloy interlayer. The interlayer exhibits a lower melting point than the Al alloy. Consequently, melted interlayer with a lower temperature filled the gap between the two sheets and resulted in effective joining. Subsequently, tensile shear fatigue tests had been conducted to evaluate fatigue strength and to determine the fatigue fracture mechanism. Resistance spot welding dissimilar welds exhibited higher fatigue strengths than friction stir spot welded dissimilar ones. Fatigue fracture modes were dependent on the load levels, where plug type fracture occurred at high load levels, shear fracture through the nugget at medium load levels and through thickness fatigue crack propagation in the Al sheet at low load levels. The fracture mode transition was attributed to the geometrical rotation around the nugget.     

6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊疲劳性能分析

对6061-T6铝合金点焊接头进行单点疲劳试验,确定6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊的疲劳断裂原因,得出6061-T6铝合金的S-N曲线以及条件疲劳极限.通过对载荷水平为1.5 kN的6061-T6 RFSSW疲劳试样进行金相分析以及断口扫描分析,得到了6061-T6铝合金疲劳断裂原因以及疲劳断口特征.结果表明,6061-T6点焊接头中的钩状缺陷和上下板结合处缺口尖端的应力集中是造成疲劳破坏的主要原因,疲劳裂纹始于上下板搭接处焊点的钩状缺陷外边缘,即缺口尖端处;在焊接过程中,应通过优化工艺参数尽量减小钩状缺陷的尺寸以及降低缺口处的应力集中,从而提高焊点的疲劳寿命.