發(fā)布時(shí)間：2020-12-12 08:19

　　電子束焊接技術(shù)因其能量密度高、焊縫質(zhì)量好等特點(diǎn),已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的焊接過(guò)程。航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且對(duì)各部件精度和安全性能要求較高,焊接過(guò)程不可避免地會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形,因此控制結(jié)構(gòu)焊后殘余應(yīng)力并減小焊接變形成為了實(shí)際生產(chǎn)中關(guān)注的重點(diǎn)。本文以GH4169高溫合金航空發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形件電子束焊接過(guò)程應(yīng)力與變形為研究對(duì)象,采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,探索優(yōu)化的焊接工藝及焊接順序,提出相應(yīng)的焊接工藝優(yōu)化方案,以期為構(gòu)件實(shí)際焊接過(guò)程提供理論支撐和借鑒意義。首先,開展了GH4169合金電子束焊接正交試驗(yàn),通過(guò)分析不同焊接工藝參數(shù)下焊接接頭的形貌特征、拉伸性能和顯微硬度,得到了適用于環(huán)形件電子束焊接的優(yōu)化參數(shù),即加速電壓60 kV,電子束流20 mA,焊接速度20 mm/s。進(jìn)一步根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)工況建立平板對(duì)接有限元模型,通過(guò)比較試驗(yàn)和模擬的焊縫橫截面形貌,校核了雙橢球熱源和圓錐體熱源相結(jié)合的組合熱源模型,并將模擬得到的殘余應(yīng)力與試驗(yàn)測(cè)量值對(duì)比,結(jié)果吻合良好。其次,建立了航空發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形件電子束焊接有限元模型并對(duì)焊接過(guò)程中的應(yīng)力和變形進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明,構(gòu)件上殘余應(yīng)力較高的區(qū)域主要集中... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電子束焊接原理示意圖

圖 1.2 不同電子束流下的電子束焊接接頭形貌[32](S-1) 18mA, (S-2) 36mA, (S-3) 56mA, (S-4) 72mA, (S-5) 90mANagesh 等[33]通過(guò)大量的金相試驗(yàn)研究了發(fā)動(dòng)機(jī)高速柔性聯(lián)軸器萌生的影響，同時(shí)采用有限元分析方法對(duì)三維裂紋的擴(kuò)展進(jìn)行為優(yōu)化焊接工藝以及預(yù)防構(gòu)件裂紋萌生和失效提供了建議，不紋如圖 1.3 所示。2017 年，印度理工學(xué)院的 Sharma 等[34]研究

圖 1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)柔性板上電子束焊接飛濺物和裂紋[33](a) 40X, (b) 250X受限于電子束焊接設(shè)備，國(guó)內(nèi)電子束焊接技術(shù)的起步較晚。20 世紀(jì) 80 年代以后，位和大型企業(yè)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)焊接設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)研究，使得國(guó)內(nèi)的電子束焊接技起來(lái)。1994 年，北京航空工藝研究所的白韶軍[35]采用雙槍電子束焊接方法，對(duì)常用發(fā)動(dòng)機(jī)和原子能反應(yīng)堆內(nèi)壁的鎳基高溫合金的焊接性進(jìn)行了分析，并對(duì)同種材料及接的焊縫強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比。1995 年，沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所的韓錄寬[36]從電藝過(guò)程出發(fā)，研究了航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇盤組合件電子束焊接前后的機(jī)械加工工藝，并焊后質(zhì)量檢驗(yàn)要求，對(duì)電子束焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的廣泛應(yīng)用起到了推動(dòng)作用。20航發(fā)的梁養(yǎng)民等[37]研究了航空發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金盤鼓類零件真空電子束焊接的工藝難點(diǎn)驗(yàn)討論了控制焊接變形的措施、降低鈦合金焊接氣孔的方法以及構(gòu)件焊接工序的優(yōu)制定了合理的焊接工藝并成功應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。2014 年，沈陽(yáng)黎明的張宏芳等[38]發(fā)動(dòng)機(jī)中短軸零件真空電子束焊接的工藝過(guò)程，分析了裂紋、氣孔等焊接缺陷的產(chǎn)生總結(jié)了調(diào)試電子束焊接設(shè)備和控制焊接工藝的方法，保證了零件的質(zhì)量。2015 年，王倫等[39]介紹了電子束焊接技術(shù)在商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件的應(yīng)用程度、接頭形式要求以及焊縫檢查標(biāo)準(zhǔn)等，為電子束焊接接頭的設(shè)計(jì)提供了借鑒作用。2016 年，沈

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合熱源模型在電子束焊接仿真中的應(yīng)用[J]. 劉振飛,吳杰峰,劉志宏,馬建國(guó),夏小維,沈旭.  焊接技術(shù). 2018(07)
[2]多束流電子束薄板焊接應(yīng)力變形數(shù)值模擬[J]. 黃業(yè)文,劉方軍,許海鷹,張偉,李平林.  焊接學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]真空電子束焊接技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J]. 陳國(guó)慶,樹西,柳峻鵬,張秉剛,馮吉才.  精密成形工程. 2018(01)
[4]束流偏移量對(duì)IC10/GH3039電子束焊接頭成型及性能的影響[J]. 張子陽(yáng),王善林,柯黎明.  稀有金屬. 2018(08)
[5]電子束焊接參數(shù)對(duì)高溫合金小熔深焊縫形貌的影響[J]. 張明敏,胡玥,吳家云,李杲松.  熱加工工藝. 2017(01)
[6]航空發(fā)動(dòng)機(jī)異種材料薄壁管的電子束焊工藝[J]. 葛沁,劉娟娟,劉佳濤,趙偉.  焊接技術(shù). 2016(12)
[7]焊接工藝在商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用[J]. 張露,韓秀峰,王倫.  焊接. 2016(08)
[8]航空發(fā)動(dòng)機(jī)用短軸類零件焊接工藝研究[J]. 劉勇,葛沁,劉佳濤,張竹.  焊接技術(shù). 2016(03)
[9]航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)焊接技術(shù)應(yīng)用[J]. 曲伸,李英,倪建成,楊爍,周冠男.  航空制造技術(shù). 2015(20)
[10]商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤軸類轉(zhuǎn)動(dòng)件焊接工藝分析[J]. 張露,韓秀峰,王倫.  航空制造技術(shù). 2015(11)

博士論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤焊接變形的理論研究與虛擬優(yōu)化[D]. 張學(xué)秋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣焊接應(yīng)力模擬與工藝優(yōu)化[D]. 肖翰林.沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 2016
[2]無(wú)人機(jī)主燃燒室火焰筒焊接變形控制研究[D]. 董翠屏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]大型船體結(jié)構(gòu)焊接變形熱彈塑性有限元數(shù)值模擬方法研究[D]. 沈濟(jì)超.上海交通大學(xué) 2015
[4]基于流場(chǎng)分析EBW溫度場(chǎng)的模擬及檢測(cè)[D]. 蔡強(qiáng)順.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]鋁鋰合金電子束焊接工藝及其接頭組織與性能[D]. 俞曠.南京航空航天大學(xué) 2012
[6]整體葉盤電子束焊接殘余應(yīng)力和變形的虛擬優(yōu)化[D]. 陳緒輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[7]鋁合金脈沖激光焊接研究[D]. 林冰華.西安理工大學(xué) 2009
[8]固體界面接觸換熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 朱德才.大連理工大學(xué) 2007
[9]焊接殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬及控制消除研究[D]. 趙銳.大連理工大學(xué) 2006
[10]12mm厚TC4鈦合金板電子束焊接溫度場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)三維有限元數(shù)值模擬[D]. 胡美娟.西北工業(yè)大學(xué) 2005



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