钛合金波形膨胀节超塑气胀成形技术研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金膨胀节的新工艺,可加工大直径多波U型钛合金波形膨胀节。采用焊管作为管坯,焊管弯曲采用专用模具热弯,焊接采用等离子弧焊。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形,本工艺也可用于不锈钢波形膨胀节的制造。     

BT20钛合金薄板激光焊接头疲劳性能研究

对BT20钛合金薄板激光焊接头的疲劳性能进行试验研究，测试不同应力水平下的疲劳寿命，得到BT20钛合金薄板母材、激光焊接头和活性激光焊接头的中值疲劳寿命，并得到激光焊接头99％可靠度和95％置信度水平上的安全疲劳寿命，分析激光焊和活性激光焊方法对接头疲劳寿命的影响。研究结果对在航空工业中采用激光焊方法制备可靠的接头和结构具有参考意义。     

不锈钢波纹管在NaCl溶液中腐蚀疲劳寿命试验

研究了不锈钢波形膨胀节的腐蚀疲劳寿命,在3.5%NaCl溶液的人工腐蚀环境下,进行了一组加载频率为0.1 Hz的不同位移条件下不锈钢波形膨胀节腐蚀疲劳寿命试验。通过回顾国内外常用的膨胀节疲劳设计公式,在EJMA标准疲劳设计公式基础上提出了腐蚀加速效应系数Ccorr,从试验数据拟合出Ccorr的大小,据此提出了腐蚀条件下膨胀节疲劳设计公式,用于修正腐蚀条件下膨胀节的疲劳寿命。     

环境介质对波形膨胀节疲劳寿命的影响

本文针对环境介质对波形膨胀节疲劳寿命的影响,进行了试验研究。试验结果表明,由于腐蚀介质的存在,加速了疲劳裂纹的产生和扩展,较严重地降低了膨胀节的疲劳寿命。     

激光焊接对TC4钛合金静强度与疲劳性能的影响

采用静拉伸与等幅疲劳试验,对TC4钛合金母材试样和激光焊接(聚焦焊后进行散焦焊接)试样的静强度和疲劳寿命进行了对比研究,得到了两种试样的静强度、中值疲劳寿命S-N曲线和95%可靠度下的安全寿命P-S-N曲线,并获得了两种试样在指定疲劳寿命106次循环下所对应的中值疲劳强度和安全疲劳强度。结果表明:与母材试样相比,激光焊接试样的静强度虽然有所提高,但疲劳寿命或疲劳强度却大幅降低。     

活性剂焊接技术的研究

活性剂焊接是近十年来发展起来的增大焊接熔深，改善焊缝成形和焊接质量，提高焊接生产效率的新技术。早期主要集中在A—TIG焊，已在碳钢、不锈钢、高温合金、钛合金的焊接中有了成功的应用，对于铝镁合金的活性剂焊接技术也在研究中。目前研究认为活性剂提高熔深的机理一是活性剂可影响电弧特性，提高电弧的能量密度和作用于熔池的电弧力，二是活性剂影响了熔池的表面张力而提高了焊接熔深，或是2种原因兼而有之。随着A—TIG焊应用的成熟，活性剂焊接拓展到MIG焊、等离子弧焊和激光焊中的应用成为活性剂焊接发展的一个方向，在提高熔深，改善焊缝成形方面有了初步的效果。     

拼焊板在汽车悬架及车身壳体中的应用及进展

介绍了拼焊板的等离子拼焊工艺及激光拼焊工艺,给出了等离子拼焊板在汽车悬架本体中的应用案例,概括了激光拼焊板在车身壳体上的应用情况;最后,综述了拼焊板的成形性研究进展及发展趋势.     

多次激光喷丸作用下TC4钛合金的疲劳性能及微裂纹扩展预测模型

对TC4钛合金板进行不同次数激光喷丸处理,再进行高周疲劳试验,研究了其疲劳性能及断裂机理;基于残余压应力及晶界介微观尺寸对微裂纹扩展的阻滞作用,采用抑制参数、张开应力强度因子、残余应力强度因子对Paris公式进行修正,建立了激光喷丸处理后疲劳微裂纹扩展预测模型,并进行了试验验证.结果表明:随着喷丸次数增加,TC4钛合金的疲劳强度增大,疲劳寿命延长,断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变;疲劳微裂纹预测模型预测得到的疲劳寿命与试验值的相对误差小于10％,说明模型准确.     

波形膨胀节疲劳设计和疲劳性能试验中有关问题的探讨分析

本文就波形膨胀节疲劳分析设计的安全系数及我国有关规范中关于疲劳试验的要求和规定进行了分析探讨,提出了一些问题和建议,供膨胀节工作者参考讨论.     

激光冲击强化对TC4钛合金单面修饰激光焊接接头疲劳性能的影响

对TC4钛合金单面修饰激光焊接接头进行激光冲击强化,对比强化前后焊接接头的疲劳寿命,在光学显微镜和扫描电镜下观察断口疲劳断裂特征,并从焊接接头的显微硬度、微观组织、残余应力分布等方面综合分析激光冲击强化对TC4钛合金单面修饰激光焊接接头的强化机理。试验结果表明：未强化和强化试样均在焊缝咬边处萌生疲劳裂纹,强化试样疲劳寿命是未强化试样疲劳寿命的3.77~9.15倍,强化试样焊缝咬边处马氏体细化,显微硬度提高,焊缝表面呈残余压应力分布,焊缝咬边处残余压应力达-564.37±9.85MPa。晶粒细化和高幅值残余压应力综合作用下抑制了焊缝咬边处疲劳裂纹的萌生,且增大了裂纹扩展阻力,从而提高了焊接接头疲劳性能。     

超塑成形的钛合金波纹管壁厚分布规律研究

以DN250双波Ti-6A l-4V钛合金波纹管为例研究了采用超塑胀形/轴向加载复合超塑成形工艺成形的钛合金波纹管的壁厚分布规律。用ARVIP3D刚粘塑性壳单元有限元软件模拟了波纹管在胀形、合模和充满3个阶段的壁厚减薄情况,分析了筒坯长度和胀形阶段的变形量对超塑成形后波纹管厚度分布情况影响。通过实验研究了波纹管的实际壁厚分布曲线。结果表明,与其它成形方法相比,超塑成形的波纹管波峰壁厚减薄率较大,壁厚分布可用JIS公式粗略估算。     

钛及钛合金波纹管的成形方法和应用

钛及钛合金波纹管由于具有质量轻、强度高、灵敏度高和耐腐蚀性强等优点,应用越来越广泛。介绍了钛及钛合金波纹管的各种加工方法,说明了钛及钛合金渡纹管的性能参数,讨论了钛及钛合金渡纹管在化工、航空、医疗和能源工业上的最新应用情况,对钛及钛合金波纹管的应用前景进行了展望。     

中厚管材环缝的等离子弧微机自适应控制焊接

为了扩大等离子弧焊接的应用范围，突破不开坡口只适于工件厚度为８ｍｍ以下的限度，本文研究设计了一种微机自适应控制系统，对影响焊接过程稳定性、焊缝表面成形和接头质量的工艺规范参数和工艺措施进行了全面试验，成功地实现了１０ｍｍ厚ＺＧ４Ｃｒ２５Ｎｉ２０钢管的焊接，为等离子弧焊的发展和推广使用开辟了新的前景．     

高炉煤气管系用金属波纹管膨胀节失效机理分析及对策

从首秦金属材料有限公司1200m^3高炉煤气管系波纹管膨胀节多次发生破裂泄漏的情况入手，对其失效机理进行了分析研究，其原因是由于受到高炉煤气中强酸性介质影响，造成316L波纹管膨胀节出现应力腐蚀。并针对这种情况进行分析研究和相关材料试验后，采取更换膨胀节的波纹管材质为Incoloy800来解决此问题，保证了高炉煤气管系的稳定运行。     

压力管道膨胀节快速选型及报价系统的研发

从工程应用的需要出发，利用计算机技术，对压力管道系统膨胀节的选型和报价技术进行了研究，开发了膨胀节快速选型和报价系统，大大提高了产品方案设计的效率和质量，增强了企业的市场竞争力。     

一种新型钢铝连接技术的疲劳耐久性能研究

介绍了一种新型钢铝连接技术IW(Intelligence Welding),该技术通过将特制钢钉冲压铆入铝板和特制钢钉与钢板进行点焊两步工艺完成钢板与铝板的连接.为了完善基于连接强度的接头疲劳耐久性能数据,通过疲劳耐久性能试验获取此种钢铝连接技术的接头疲劳耐久性能.结果表明:相同载荷条件下,钢铝IW连接接头的剪切疲劳寿...     

基于ANSYS的铰链型膨胀节结构强度分析

为提高波纹管膨胀节的使用性能及其可靠性,根据膨胀节的结构特点和使用状况,运用Solidworks建立其实体模型,并对载荷加以简化和等效处理,通过ANSYS软件分析其承力构件的静力学特性。结果表明,膨胀节的最大位移发生在受力侧端管两端,最大位移为3.339 mm;承力构件的最大应力发生在万向环,其应力为99.8 MPa,小于其材料的许用应力。该型铰链膨胀节满足设计载荷下的强度要求,为其强度校核及结构优化设计提供了理论依据。     

汽轮机膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析

汽轮机金属膨胀节在制造、安装和运行阶段常发生塑性变形,影响其服役工况下达到设计膨胀补偿量和安全运行性能的要求。目前,核电厂关键设备主要设计参考规范(RCC-M、ASME规范第Ⅲ和ⅩⅢ卷等)正逐步发展为基于弹塑性理论的分析方法。针对某核电厂汽轮机膨胀节发生的塑性变形损伤,基于ASME规范和有限元软件ANSYS进行了膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析,包含基于材料真实应力-应变数据的不同工况组合下塑性损伤分析及结构塑性损伤后疲劳寿命的校核。     

钛波纹管的研制

介绍了钛波纹管制造过程中焊接和成型两道重要工序的实施过程 ,并就钛波纹管的刚度和疲劳寿命进行了初步的分析和研究 ,为钛波纹管的应用提供指导