2219铝合金横焊接头的补焊性能研究

针对未来运载火箭立式装配横向焊接的工程化应用需求,以厚度8 mm的2219铝合金变极性TIG横焊接头为研究对象,开展了在水平状态下对原始横焊接头进行一道补焊及二道横向补焊试验,在获得成形良好的补焊接头的基础上,研究了原始焊缝、一道补焊焊缝、二道补焊焊缝的组织形貌、力学性能及显微硬度。试验结果表明,对原始横焊焊缝上端开槽进行一道、二道补焊之后,可消除焊缝内部连续超标的气孔缺陷;一道补焊及二道补焊后的接头上层均为柱状晶,下层均为等轴晶,一道补焊及二道补焊后接头力学性能比原始焊缝要低,主要与补焊后在接头熔合线附近产生大量的共晶组织有关;二道补焊接头比一道补焊接头弯曲性能好,显微硬度高,说明厚度8 mm的2219横焊接头缺陷补焊更适合于采用较小的焊接规范及两道焊(填充+盖面)工艺。     

搅拌摩擦焊温度场数值模型的研究进展

针对搅拌摩擦焊(FSW)的一个主要研究方向是探讨焊接过程中温度场的演变规律。在研究温度场时,数值模拟方法具有试验方法难以替代的优势。回顾了针对FSW温度场进行数值模拟时涉及到的主要模型、它们的大体思路以及各自的特点,重点论述了其中的产热和传热模型。在产热模型中,讨论了与热输入有关的热源模型、产热量计算模型和接触模型;在传热模型中,分别从热传导、对流换热和热辐射等方面进行了分析。此外,考虑到某些材料属性对温度场模拟结果的影响,文章的最后也对其进行了简要讨论。     

铜电极表面电火花沉积ZrB_2-TiB_2复相涂层

采用粉末冶金法制备Zr B2-Ti B2复相材料熔敷棒,并通过电火花沉积工艺在铜电极表面制备Zr B2-Ti B2复相涂层。通过扫描电镜结合能谱分析研究了涂层的显微结构和元素分布,利用X射线衍射和显微硬度测试对涂层的物相组成与显微硬度进行检测。结果表明:直接熔敷Zr B2-Ti B2复相涂层致密性较差,且存在较多裂纹,与基体有明显分层,涂层物相为Cu、Zr B2和Ti B2;在预沉积Ni层(Ni层)上后沉积Zr B2-Ti B2,所得的多层涂层具有较好的致密性,且涂层与基体间无分层;中间层有Ti、Zr、Cu元素的扩散,说明涂层与基体为冶金结合;Zr B2-Ti B2复相涂层硬度为900 HV0.05稍高于多层涂层硬度(800 HV0.05)。     

冷却条件对2219铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

研究了4种不同冷却条件对6 mm厚2219铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响。结果表明:冷却介质的导热效果越好,焊缝成形越美观。采用空气冷却+水雾及纯水冷焊接的接头,其轴肩下方的晶粒尺寸更为细小。冷却介质的瞬时快冷作用提高了接头的显微硬度。自然冷却条件下接头的抗拉强度平均为331.5MPa,伸长率平均为5.4%,采用空气冷却+水雾及纯水冷焊接接头的抗拉强度为370~380 MPa,伸长率为5.5%~6.0%,比自然冷却条件下焊接的接头抗拉强度提高约45MPa左右,达到母材强度(450~460 MPa)的80%以上。     

铸轧法生产PS版基坯料的质量与工艺控制

在用铸轧方法生产PS版基用1050铝合金铸轧板坯过程中出现了影响版基材料性能的质量缺陷。通过原因分析,优化生产工艺条件,缺陷得到控制,产品质量有所提高。     

回填式搅拌摩擦点焊过程中材料流动的数值模拟

利用DEFORM-3D软件对回填式搅拌摩擦点焊过程的材料流动进行数值模拟。结果表明,点焊过程,袖筒下方材料小幅度向下流动,受下部塑性较差材料的阻碍后集中向内侧流动,搅拌针下方材料受到袖筒下方材料流动的挤压作用而向上流动;回填过程,搅拌针下方材料竖直向下流动至袖筒作用深度后,受到塑性较差材料的阻碍而向外侧流动,袖筒外侧材料的塑性同样较差,迫使材料在袖筒下方向上流动,最终焊点区域形成"W"组织。     

AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接头的组织与性能

对我国航天工业中常用的6.6 mm厚的AZ31B镁合金进行了搅拌摩擦焊试验,获得了型面良好、表面质量光滑、检测无缺陷的焊接接头。对比分析了镁合金在不同工艺参数下的焊接接头拉伸、硬度以及断裂等力学性能;同时,研究了AZ31B镁合金搅拌摩擦焊在不同区域的显微组织结构。结果表明,焊接接头抗拉强度达到250 MPa,为母材的89.3%,焊接接头硬度大于母材硬度,接头断裂位置位于前进边热力影响区附近;焊核区晶粒大小均匀,热力影响区晶粒大小不一,存在焊核区塑性流动和搅拌头的转动双重作用结构,从而论证了航天AZ31B镁合金搅拌摩擦焊的可行性。     

搅拌摩擦焊核心区温度在线检测方法

提出了基于热图像的搅拌摩擦焊核心区温度检测方法,通过建立轴肩边缘焊材表面辐射度与电压的映射关系、热图像灰度与电压的映射关系,推导出轴肩边缘焊材表面温度与热图像灰度的关系。结合辐射热交换原理,得到了轴肩边缘焊材表面温度与核心区温度的关系,并求解得到搅拌摩擦焊核心区温度。实验对比验证了所建测温模型的正确性与可行性。     

连接环结构对重型火箭部段装配焊接的影响

重型运载火箭是我国未来实现载人登月、空间站建设以及深空探测的关键。介绍了国内外主流运载火箭连接环的设计结构,并以叉形环、Y形环及翻边T形环三种构型作为未来我国重型运载火箭连接环的设计输入,从工艺流程、工装设计及焊接工艺方面详细分析不同连接环结构对重型运载火箭箭体部段装配焊接的影响,指出连接环与短壳各种连接方式的局限性和优势,为我国重型运载火箭箭体结构设计及研制提供参考。     

机械合金化制备纳米ZrB2-TiB2复合粉末

本文采用Zr、Ti、B为原料（摩尔比：1:1:4）,在氩气气氛保护下,采用机械合金化方式,在球料比10:1、球磨转速500 rpm实验条件下制备了纳米结构的ZrB2-TiB2。文章采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）,透射电镜（TEM）仪器,对不同球磨时间粉末的相组成、微观结构进行了表征。结果发现,原始粉末经120小时球磨后,粉末主要由ZrB2和TiB2组成,平均尺寸再20纳米左右,TiB2 分布于ZrB2基体上。文章还探讨了该体系获得目标产物的机械合金化机制。