當(dāng)代航天技術(shù)的飛速發(fā)展對航天飛行器的先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)提出巨大需求。對于目前航天飛行器的蒙皮桁條壁板結(jié)構(gòu)件,開發(fā)先進(jìn)高效的連接技術(shù)是其制造工藝的重要發(fā)展方向之一。近年來,隨著激光器的快速發(fā)展,激光焊接大量應(yīng)用于鋁合金結(jié)構(gòu)件的連接。采用雙激光束雙側(cè)同步焊接技術(shù),實現(xiàn)某航天飛行器鋁鋰合金蒙皮桁條結(jié)構(gòu)件的連接,是當(dāng)前亟待解決的問題。本文基于此背景,采用工藝試驗和建模仿真相結(jié)合的方法,開展某航天飛行器鋁鋰合金壁板蒙皮桁條結(jié)構(gòu)件雙激光束雙側(cè)同步焊接研究。首先,針對5A90鋁鋰合金蒙皮桁條結(jié)構(gòu)試片件,開展焊接工藝試驗研究。分析焊縫的宏觀形貌和微觀組織。并開展焊接接頭的硬度,拉伸性能測試。采用掃描電子顯微鏡分析斷口的微觀形貌和斷裂機理,采用能譜儀分析斷口成分。其次,基于航天飛行器壁板蒙皮桁條結(jié)構(gòu)件的真實尺寸,建立單桁條試片件,典型件（三桁條）和模擬段（七桁條）的三維幾何模型。采用非均勻過渡網(wǎng)格技術(shù),建立三個尺寸層次結(jié)構(gòu)件的有限元網(wǎng)格模型。充分考察雙激光束焊接的特點,編寫熱源子程序,實現(xiàn)熱力耦合仿真的熱源加載。同時,充分考慮焊接實驗過程狀況,實現(xiàn)邊界條件加載和焊接路徑加載。再次,分別采用“高斯面+圓錐體”... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省211工程院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1雙激光束雙側(cè)同步焊接示意圖：(a)俯視圖；(b)側(cè)視圖；(c)熔池橫截面

圖 1. 2 結(jié)晶裂紋示意圖鋁鋰合金激光焊接還有合金元素?zé)龘p嚴(yán)重的特點[111]。鋁鋰為 1090℃，在激光焊接過程中，熔池的溫度較高，鎂和鋰發(fā)和燒損[112-113]。光焊接過程中，鋁鋰合金對激光反射率高，大部分激光都會量很低[114]。因此，在進(jìn)行鋁鋰合金激光焊接時，需要采用較的主要內(nèi)容皮桁條結(jié)構(gòu)件目前已被廣泛運用于各類飛行器上，由于飛行有厚度小，整體尺寸大等特點。目前，鉚接是連接蒙皮桁條低，成本高，增重明顯等缺陷，鉚接越來越不能滿足飛行器有焊接速度快、連接效率高、密封性好，減重明顯等優(yōu)點，關(guān)注。然而針對大尺寸薄壁蒙皮桁條結(jié)構(gòu)件的激光焊接，具有接缺陷多等技術(shù)難點。因此，要實現(xiàn)激光焊接代替鉚接，對件進(jìn)行連接，仍需要開展大量的研究。本文針對某航天飛行

南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文第二章 鋁鋰合金蒙皮桁條結(jié)構(gòu)雙激光束焊接工藝試驗本章主要介紹了鋁鋰合金蒙皮桁條結(jié)構(gòu)件 DLBSW 的試驗設(shè)計、試驗材料以及焊接設(shè)備，并詳細(xì)介紹了不同焊接工藝參數(shù)下的焊縫形貌與微觀組織。同時通過硬度測試和拉伸試驗，分析了焊接接頭的力學(xué)性能。蒙皮桁條結(jié)構(gòu)試片件的 DLBSW 工藝試驗，為后續(xù)典型件和模擬段的焊接順序優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。2.1 試驗設(shè)計本文主要針對鋁鋰合金蒙皮桁條結(jié)構(gòu)件開展 DLBSW 試驗和仿真研究，其中蒙皮桁條結(jié)構(gòu)試片件由一根桁條和蒙皮組成，詳細(xì)尺寸如圖 2.1 所示。典型件由三根桁條和蒙皮組成，詳細(xì)尺寸如圖 2.2 所示。模擬段由七根桁條和蒙皮組成，詳細(xì)尺寸如圖 2.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3614165