有限元法在钎焊中残余应力的分析及应用

采用有限元方法研究TC4钛合金和YG8硬质合金异种材料的真空钎焊工艺。根据焊接残余应力场传导方程、边界条件、初始条件,利用ANSYS软件实现焊接残余应力场仿真。采用abaqus6.11软件平台,以镍基钎料为例,基于Mises应力应变准则计算出焊后接头残余应力水平,结果表明残余拉应力集中分布于硬质合金一侧,最高值达1328 MPa。据此推测应力裂纹应产生于钎料/硬质合金侧,理论分析与试验结论一致。试验结果表明,采用有限元法对控制真空钎焊过程中焊缝处的裂纹有重要的指导意义。     

不同钎料真空钎焊的TC4/YG8接头组织与力学性能研究

分别采用Cu69Ni Si B、Ni82Cr Si B及Ag94Al Mn三种钎料对TC4钛合金和YG8硬质合金进行真空钎焊试验。采用润湿性试验、金相显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜等测试手段,分别对这三种钎焊接头的微观组织、显微硬度等进行了对比分析。结果证明:Cu基钎料和Ni基钎料对硬质合金的润湿性能均较差,在其钎焊接头中均出现裂纹、脆性相;采用Ag基钎料进行钎焊,钎焊温度为920℃,保温时间为20 min时,Ag基钎料与钛合金、硬质合金的界面结合良好,无微裂纹,钎缝组织为Ag基组织,硬质合金母材Co、W元素和钛合金母材Ti、V元素向钎缝内扩散甚少,母材不发生溶蚀。     

基于NX喷嘴壳体的增材制造技术研究

喷嘴壳体是一种广泛应用于航空领域的极为复杂的金属零件,为了解决喷嘴壳体高强度金属难加工的问题,本文基于NX平台其自带的高级仿真模块与增材制造相结合,提出了极为简便的验证环节,对喷嘴壳体进行了拓扑优化和增材制造流程模拟,最后根据仿真分析结果进行优化。该研究极大地缩短了金属产品生产的周期,在一定程度上展现了NX平台增材制造工艺方法的应用潜力。     

Co-Cr-W活门组件焊接技术

采用金基钎料BAu70NiPd1005/1045的工艺针对活门组件进行试验研究,采用模拟试验件进行工艺摸索试验,经过参数调整、细致装配、工装改进等,最终摸索出一套Co-Cr-W与高温合金GH4169的焊接工艺方案,成功解决了活门组件采用金基钎料的真空钎焊技术难题,并且满足生产加工及焊接质量要求,目前该方案已应用于实际生产。     

TC4钛合金和YG8硬质合金的钎焊工艺

针对钛合金和YG8型硬质合金异种材料的真空钎焊工艺和接头可靠性问题展开研究,采用润湿性实验、金相显微镜、显微硬度计、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等实验及测试手段,对Ag94AlMn钎焊试样接头的微观组织结构、维氏硬度、接头剪切强度等进行试验分析。结果表明,银基钎料与钛合金、硬质合金界面冶金结合良好,焊缝表面组织均匀,无微裂纹。钎缝组织为Ag基固溶体,硬质合金母材Co、W元素和钛合金母材Ti、V元素向钎缝内扩散甚少,几乎不发生母材溶蚀;TC4与YG8真空钎焊异种金属真空钎焊,选择银基钎料以及钎焊温度920℃、保温时间10 min的工艺参数,接头剪切强度最高。