夹紧力对7075铝合金薄板件铣削变形影响

针对薄板件装夹及加工时易变形的问题,为研究夹紧力对7075铝合金薄板件铣削变形的影响,对铝合金薄板件进行铣削实验,采用面支撑、四点夹紧的装夹方式,通过改变初始夹紧力的值,对铣削后平面度进行测量。结果表明:在铣削过程中,夹紧力一直处于动态变化中,最大变化幅度为9%,且铣削结束时,夹紧力不会恢复到初始值,初始与结束时夹紧力的最大差值为42N;增大初始夹紧力,切削力也随之增大;铣削后表面的平面度随着初始夹紧力的增大呈现出先增大后减小再增大的趋势。这说明,初始夹紧力的大小对工件变形的影响显著;加工过程中夹紧力的不断变化是影响工件变形的重要原因。     

夹具约束对铝合金薄板焊接变形的影响

采用热弹塑性有限元技术对不同夹具拘束情况下铝合金薄板焊接过程进行了数值模拟,并利用脉冲氩弧焊接工艺、不同的夹具布置形式,研究了厚度为5 mm铝合金薄板构件的挠曲变形.结果表明,冷却过程中夹具对焊缝附近的塑性变形区的收缩等效于反向拉伸,可减小纵向残余塑性应变,因此利用夹具的拘束作用可以控制和减小铝合金薄板焊接残余应力和变形,但夹具对焊缝及附近区域的拘束程度不同,控制焊接变形的效果也不同.采用合理的夹具布置可以将薄板的纵向残余挠度控制在1 mm左右.     

2A12-T4/7A09-T6铝合金搅拌摩擦焊搭接接头性能分析

采用不同的搅拌摩擦焊工艺参数对1.2 mm 2A12-T4铝合金搭接4.0 mm 7A09-T6铝合金板材进行焊接试验,对焊后试样进行力学拉伸检测并对焊缝横截面进行微观组织观测. 结果表明,搅拌针从厚板插入薄板的接头力学性能高于从薄板插入厚板,当转速达到800 r/min、焊接速度达到400 mm/min时,焊接接头的抗拉伸载荷达到最高的17 kN,达到薄板2A12-T4铝合金母材的85%. 在焊接速度不变的情况下,随着转速的提升,焊缝横截面的界面曲线长度缩短,而界面长度曲线越短,接头力学性能越好. 试样断口全部出现在薄板一侧的焊缝起始端,断裂机制为混合断裂.     

二级时效温度对7B04-T74铝合金薄板组织及性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜组织分析手段和室温拉伸、电导率、剥落腐蚀、疲劳极限性能测试方法,研究了二级时效温度对7B04-T74合金2 mm厚薄板组织与性能的影响。结果表明:二级时效温度由165 ℃逐渐升高至175 ℃时,7B04-T74合金晶粒组织特征没有明显变化,晶内析出相数量减少且尺寸增加,晶界析出相粗大且断续分布;7B04-T74态铝合金薄板的室温拉伸抗拉强度、屈服强度明显降低,其伸长率无明显变化,电导率明显提升,剥落腐蚀级别无明显变化趋势。通过对比不同二级时效温度下7B04铝合金的组织与性能测试结果可知,7B04合金2 mm厚薄板由退火状态到T74状态的最优二级时效温度为173 ℃。     

6005A-T6铝合金型材双轴肩搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用双轴肩搅拌摩擦焊工艺,对厚3.3 mm铝合金薄板型材进行了搅拌摩擦焊接,获得了成形良好的焊接接头。采用光学显微镜、显微硬度仪及电子拉伸试验机等对接头的组织与性能进行了研究。结果表明,轨道车辆铝合金车体结构薄板对接接头实施双轴肩搅拌摩擦焊工艺可行,在一定的工艺参数窗口,接头的抗拉强度、显微硬度均满足相关标准要求。     

轧制工艺对5083铝合金薄板组织与性能的影响

采用高温拉伸、显微组织观察等方法,研究温轧和冷轧工艺对2 mm厚的5083铝合金薄板的高温伸长率影响。结果表明:在510℃和ε’=3.6×10-3s-1时,冷轧和温轧板材的伸长率分别为253%和236%;5083铝合金细晶组织在拉伸变形过程中通过晶界滑动和晶粒转动等使晶粒等轴化,且逐渐转向拉伸轴方向,合金的伸长率得到明显提高。     

焊接热输入对6082铝合金焊接接头组织性能的影响

6082铝合金薄板焊接接头热影响区存在明显的软化现象,拉伸试验时试样的断裂位置多数在热影响区,焊接接头常因抗拉强度不足而导致焊接工艺评定试验失败。通过严格控制焊前工艺准备,采用TIG焊接工艺,研究了不同焊接电流和焊接速度下焊接热输入对6082铝合金焊接接头组织和性能的影响。发现对于厚度为3 mm的6082铝合金试板,焊接热输入控制在0.291～0.334 kJ/mm时,焊接接头的抗拉强度可满足要求。     

铝合金薄板CMT焊缝的超声波检测

采用超声波探伤技术对厚度小于 5mm的铝合金薄板 CMT搭接、对接两种焊缝进行检测,并且通过金相解剖进行验证：超声波探伤技术可以应用于铝合金薄板焊缝的检测,且缺陷检出率较高;在 CMT工艺下,铝合金薄板对接焊缝的焊接质量高于搭接焊缝的焊接质量。     

温差拉伸和随焊激冷配合使用控制焊接变形

对温差拉伸和随焊激冷配合使用控制铝合金薄板焊接变形的联合工艺进行了数值模拟和试验研究。数值分析表明 ,随焊激冷更倾向于在焊缝中心造成显著的纵向塑性拉伸 ,而温差拉伸则倾向于在近缝区造成显著的塑性拉伸。将二者配合使用 ,不仅可以靠温差拉伸将焊缝和近缝区在加热阶段形成的纵向塑性压应变控制在较低的水平 ,还可以靠随焊激冷增加冷却阶段的纵向塑性拉伸进一步抵消焊缝区已经形成的压应变。因而充分发挥二者的作用 ,有效地控制焊件的残余变形。试验研究与数值模拟得到的结论基本一致 ,随焊激冷和温差拉伸联合使用 ,可使 5 4 0mm× 3 0 0mm× 2mm的LY1 2CZ薄板焊后纵向挠曲由单独使用温差拉伸时的 2 .87mm和单独使用随焊激冷时的 4 .88mm降低到 0 .80mm的水平     

铝合金管力学性能的拉伸试验研究

通过单向拉伸试验获得了LF2M(Φ75 mm×1.5 mm)和LF21M(Φ27 mm×1 mm)两种铝合金管材的基本力学性能。研究了不同数学模型对材料应变硬化曲线的描述能力,发现采用幂函数对LF2M管材试验数据拟合较好,指数函数对LF21M管材试验数据拟合较好;基于单向拉伸试验获得了两种铝合金管材的塑性应变比。为上述两种试验铝合金管材的塑性成形分析提供了实用的材料模型。     

人工时效后2B16铝合金电子束焊接接头的组织与性能

通过金相分析、室温拉伸试验对人工时效2816铝合金电子束焊接接头组织和性能进行了研究.结果表明,电子束焊接2816铝合金薄板和厚板接头分别呈"漏斗形"及"典型钉形";焊缝区及热影响区由基体α(Al)相及α(Al)-θ(CuAl2)等共晶相组成;人工时效后21 mm厚2816铝合金电子束焊接接头室温强度系数达到母材的77.8%.     

对万吨级板材张力拉伸机夹持机理的研究

随着国家"大飞机"项目的实施,对经过拉伸的大断面铝合金厚板的需求变得十分迫切,因此开发研制万吨级张力拉伸机对我国航空航天、武器装备等行业具有重大意义。本文主要对拉伸机夹持机理进行研究,建立了板材预夹紧过程中和"自适应夹紧"过程中的力学模型,确定了板材预夹紧过程中所需的预推力,分析了"自适应夹紧"稳定可靠的边界条件,确定了拉伸机合理的斜面夹角计算方法,给拉伸机夹头的设计提供了充分的理论支持。     

具有断带缓冲保护功能的拉伸机预夹紧系统

传统的张力拉伸机其钳口夹紧功能简单,达不到均匀夹紧的效果,且无钳口断带保护功能,本文提到的预夹紧系统分同步夹紧和二次夹紧两步完成,且钳口具有断带缓冲保护功能,有效地避免了断带冲击对钳口的破坏。此结构已成功地应用到西南铝2 000 t薄板拉伸机设备中,实际生产表明:此结构非常合理,能保证钳口夹持的均匀性、可靠性及稳定性,保证拉伸机生产线的持续生产。     

Al-Mg-Si系铝合金不同变形条件下的组织力学行为

对6014铝合金进行了常温拉深试验,采用不同的拉深凸模速度,研究了该铝合金变形中的组织力学行为;对6016铝合金进行热拉伸试验,相同应变速率下采用不同的拉伸温度,研究了该铝合金在热拉伸过程中的组织力学行为。实验表明:随着凸模速度(10~30 mm·min~(-1))增加,6014铝合金的常温拉深深度增大;随着拉伸温度(400~550℃)升高,6016铝合金的硬度增大,且沿拉伸轴向硬度值波动越大;在应变速率为1 s~(-1)、温度为500℃下热拉伸,变形区有明显的动态再结晶过程,进一步升高温度会造成再结晶组织的晶粒粗化;6014和6016铝合金中均存在大量的Al、Fe、Si结晶相,但原始组织中6016的析出相更弥散,尺寸大小更均匀,更集中分布于晶界附近;比较6014铝合金常温拉深组织和6016铝合金热拉伸组织,冷变形后的晶粒组织更均匀,热拉伸后的晶粒尺寸差异很大,会降低材料变形后的力学性能。     

预拉伸对新淬火态2A12硬铝合金残余应力和力学性能的影响

对新淬火态2A12硬铝合金不同预拉伸量下的残余应力和力学性能进行了研究,得到了取得最小残余应力值的预拉伸量,分析了新淬火态铝合金薄板表面残余应力的方向问题,并对屈服强度和抗拉强度在不同拉伸量下的分布规律作了探讨。     

Φ100mm无缝机组穿孔机气动推杆断裂原因分析及其结构改进

分析了φ100mm无缝机组穿孔机气动推杆的断裂原因及介绍了改进的推杆结构。     

固溶处理对双辊铸轧7075铝合金组织与性能的影响

通过双辊铸轧法制备了2.41 mm厚的7075铝合金薄板,采用金相显微镜、UTM5305电子万能试验机及维氏硬度计等研究了单级固溶处理对该铸轧板显微组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后铸轧7075铝合金表层细长枝晶及心部等轴晶均再结晶变成细小等轴晶,第二相减少。7075铝合金的拉伸性能和硬度随着固溶时间和温度的增加先上升后下降,并且最大值均出现在470℃固溶1 h时,此时抗拉强度为351.69 MPa,硬度为140.3 HV0.2。因此,470℃固溶1 h为7075铝合金最佳单级固溶制度。     

铝合金薄板焊件纵向塑性应变场的数值模拟

利用弹塑性有限元分析软件对普通焊件的纵向塑性应变场进行了模拟.结果表明,对于尺寸为200 mm×100 mm ×2 mm的2A12T4铝合金薄板填丝对接焊件,其焊缝部位只存在纵向拉伸塑性应变;在靠近焊缝的区域,既存在纵向压缩塑性应变,也存在纵向拉伸塑性应变;在焊缝长度方向纵向残余塑性应变的分布不均匀,在靠近起弧端和收弧端的区域呈现复杂的分布特征.焊接过程中温度场的变化和热源旁侧金属受力状况的不同是近缝区金属纵向塑性应变不均匀分布的原因.     

AZ31、AZ91镁合金薄板热拉伸成形规律的实验研究

设计了正交实验表,对AZ31和AN91镁合金薄板试样,在万能实验机上进行了在线加热拉伸实验,分析了成形温度、拉深速度、压边力和毛坯直径对拉伸成形极限高度的影响规律,得到了AZ31和AZ91镁合金薄板最佳拉伸工艺参数范围,即成形温度为180℃,拉伸速度为10 mm/min,压边力为2000N,毛坯直径为85mm.本研究能为镁合金拉伸件的生产提供理论依据.     

异质铝合金激光填丝搭接叠焊接头的组织与性能

对1 mm厚的5052-H32铝合金轧制板与3 mm厚的6005A-T6铝合金挤压板进行激光填丝搭接叠焊。采用金相显微镜、SEM与EDS分析了焊缝接头组织,使用电子万能拉伸试验机与维氏显微硬度计对接头力学性能进行检测。结果表明:在激光功率为5. 8 kW～6. 2 kW,送焊丝速度3. 5 m/min～4. 0 m/min时,焊接接头表面成形良好,焊缝有效连接宽度在2. 66 mm～2. 90 mm;焊缝区组织主要由铸态的等轴枝晶构成,在6005A铝合金侧焊缝区出现过时效现象,在α-Al基体上出现大量的析出相Mg_2Si及Mg_2Al_3,并随着激光功率的增加而增多;焊接接头抗拉强度随着激光功率的增加而降低,在激光功率为5. 8 kW时,焊缝获得最大抗拉强度为205. 85 N/mm~2,5052铝合金母材强度为228 N/mm~2,焊缝强度系数为0. 90。在5052铝合金板侧焊缝处硬度值低于母材的,6005A铝合金板热影响区存在软化,软化区范围在2 mm～3 mm。但由于6005A铝合金板厚度大于5052铝合金板的,薄板受力更为集中,断裂位置发生在5052铝合金焊缝处。