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TA15钛合金接头活性剂补焊的组织特征

钛合金具有比强度大,密度小、耐高温等优点,被广泛的应用于航天、航空等领域,特别是钛合金作为飞机结构件而被大量使用,使飞机结构效率大幅度提高[1 5]。飞机结构件之间需要采用焊接的方法连接起来,但是钛合金焊接过程中焊接接头经常出现气孔、夹杂、裂纹、未焊透等缺陷[1,6],以及在服役过程中焊接接头易于磨损,这就使结构件的使用寿命减短,同时也对飞机的飞行安全构成严重威胁。由于飞机结构件成本非常高,换掉带有缺陷的结构件将造成很大经济损失,为此,对结构件有缺陷焊缝采用补焊方法进行修复,从而延长结构件使用寿命,降低成本。目前,国内外焊接界的学者对一些金属材料(尤其是钢类)焊缝补焊接头已经进行了研究,其主要侧重在补焊接头的力学性能等方面[7 12],对钛合金焊缝进行多次补焊后的接头组织研究尚未见报道。由于活性剂除了具有增加熔深的作用外,还可以大幅度地消减焊缝产生的气孔、提高焊接效率,同时也会对焊缝成形、性能和组织产生影响[13 16],更重要...  (本文共7页) 阅读全文>>

《焊接》2013年11期
焊接

TA15钛合金电子束焊接气孔的形成分析

山 孔的形成进行了一些研究,主要是从材料表面状态及S 工艺参数的影响进行了研究[7_9]。一般认为,氢是钛TA15钛合金具有较好的综合力学性能和工艺性能,合金电子束焊接过程中微小气孔的主要成因,但低沸TA15作为一种中等强度、高铝当量近a型钛合金,既有 点合金元素的蒸发也会形成气孔。?文中对电子束焊接较高的强度,又有良好的焊接性能。与美国等西方国家 TA15钛合金气孔的成因进行了分析。广泛使用的Ti6A14V合金比较,当工作温度高到450-500 1时,tai5合金醒度优越性明显,可高出loo~150 MPa。因此,TA15合金可作为飞机结构的主要用 1.1表层物质的影响材,在飞机结构中有着广阔的应用前景[1"2]。 许多研究者认为钛合金表面的氢气孔主要是由材真空电子束焊接技术具有能量集中、深宽比大、焊 料表面的氧化物、杂质、油污造成的。钛合金放置在空接区变形小、易于控制等优点,采用能量集中的焊接技 气中时间较长,容易在表面形成...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《焊接》2013年11期
《航空制造技术》2015年17期
航空制造技术

TA15钛合金线性摩擦焊在飞机结构上的应用研究

线性摩擦焊技术是待焊工件之一固定,另一工件以一定速度作往复运动,或两个工件作相对往复高频运动,在垂直于往复运动方向的压力作用下随摩擦运动进行,摩擦表面被清理并产生摩擦热,摩擦表面的金属逐渐达到粘塑性状态并产生变形,进而被挤出界面形成飞边,随后停止往复运动并施加顶锻力,完成焊接[1]。该方法在20世纪80年代中期进入燃气轮机行业,拟用作整体叶盘更换损伤叶片的修理工艺[2],与常规焊接技术相比,线性摩擦焊过程属于固态连接,金属不熔化、不变形,而且不管工件截面是否对称,均可以进行焊接。线性摩擦焊除了焊接钛合金、高强度钢材料,还可以焊接难以熔焊的粉末冶金材料、金属间化合物和金属基复合材料,并且可进行异种金属的焊接,焊缝的静动态力学性能甚至超过母材。线性摩擦焊主要用于飞机发动机涡轮盘与叶片的焊接,还可用于焊接大截面的塑料部件,已经成为叶盘、叶环结构的主导工艺之一,但线性摩擦焊在飞机结构上的应用却较少。为了推广该技术在飞机上的应用,针对飞机...  (本文共5页) 阅读全文>>

山东大学
山东大学

TA15金字塔点阵超塑成形/扩散连接制备工艺及力学性能研究

TA15钛合金因良好的综合力学性能、较好的可加工性和焊接性,常被用于制备飞机上形状和受载情况复杂的耐高温结构件,尤其是高温零部件。三维点阵结构通过其内部空间结构的合理设计,不仅具有轻质高强的特点,还易于实现结构功能一体化,具有良好的应用前景。采用超塑成形/扩散连接(Superplastic Forming/Diffusion Bonding,SPF/DB)技术制备TA15钛合金三维点阵结构,对于解决钛合金常温下难成形、点阵结构形状复杂等制备难题具有突出优势。研究成形后的点阵结构在不同载荷状况下的力学行为,对其作为结构件的使用性能评价并指导设计具有重要意义。目前,国内外对TA15钛合金应用于制备三维点阵结构和TA15钛合金三维点阵结构的力学性能研究还基本处于空白状态。针对以上问题,本论文采用SPF/DB方法制备点阵结构,采用有限元分析和试验结合的研究手段,对TA15超塑变形规律、SPF/DB制备TA15金字塔点阵结构的工艺、成形后...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

TA15钛合金焊后局部激光热处理的数值模拟及试验研究

钛合金的焊接结构件在诸多领域都有着广泛的应用,但在焊接过程中由于熔池和母材存在巨大温度梯度,外加钛合金本身导热系数低,热容量大,熔点高等特点,导致钛合金焊接件接头组织粗大,焊后残余应力较大并产生一定的变形。针对这一问题,本文选择TA15钛合金板材焊接件为研究对象,采用模拟结合实验的研究方法,尝试通过激光局部热处理来达到降低应力、减小变形的目的,并讨论激光热处理对焊接结构组织的影响。首先对焊接过程进行模拟,分析焊接温度场及应力场。运用有限元分析软件ABAQUS建立模型,使用随温度变化的材料参数,考虑对流和辐射换热,忽略应力场对温度场的影响,采用顺序耦合的方法。焊接热源模型选择双椭球热源模型。得到现行模拟工艺下,焊接过程中热源中心最高温度约2600℃,降温速度比升温速度小;焊缝中心线处残余应力主要表现为纵向拉应力,约870MPa,在热影响区,应力值迅速下降,并表现为压应力,之后应力值趋于平稳;引起的变形主要是面向焊接热源的翘曲,自由...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

TA15钛合金β锻动态再结晶行为及其预测模型研究

TA15钛合金属于高铝当量损伤容限型钛合金,是我国航空工业中重要的结构材料之一。由于该合金在β相区锻造过程中容易出现“晶粒粗化”现象,而利用动态再结晶细化晶粒的原理以控制材料晶粒度则是解决上述问题的关键。为了掌握TA15钛合金β相区锻造过程中动态再结晶组织的演变规律,实现其强度-塑性-损伤容限之间的良好匹配,并指导生产实际,本文采用等温恒应变速率压缩试验,借助金相分析系统,研究了TA15钛合金β热变形时的动态再结晶行为,并在此基础上首次构建了动态再结晶的预测模型。主要研究内容及结果如下:通过分析TA15钛合金不同应变速率下的真应力-真应变曲线,发现流动应力对应变速率较为敏感,应变速率每增加一个数量级,峰值应力大约增加5~20MPa;低应变速率(0.001s~(-1),0.01s~(-1))下的流变曲线属于动态再结晶型,其主要软化机制为动态再结晶,而高应变速率(0.1s~(-1),1s~(-1))下的流变曲线属于动态回复型,其主要...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>