發(fā)布時間：2017-07-19 20:14

  本文關鍵詞：鈦合金蜂窩壁板制造技術研究

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【摘要】：蜂窩板結構由于具備高比強度、優(yōu)越的隔熱性、耐腐蝕性等優(yōu)點,在航空航天領域得到了廣泛應用。典型的三層蜂窩板結構是由上下兩層面板和中間厚而輕的蜂窩芯組成,面板是主要的承載單元,同時蜂窩芯體在受到剪切載荷時提供了足夠的抗彎能力,使得蜂窩板結構除了熱防護之外也逐漸成為承力構件。目前在航空航天領域,有兩種常用的金屬蜂窩板,一種是通過膠接將面板與芯體連接在一起的鋁質蜂窩板,另外一種是釬焊鈦合金蜂窩板。隨著蜂窩板使用溫度不斷提高以及對承載能力的進一步要求,釬焊鈦蜂窩性能優(yōu)勢越來越明顯,使用范圍必將越來越寬泛。本文以TC1為蜂窩芯材料,TC4為面板材料,Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni非晶箔帶為釬料,對鈦合金蜂窩板制造技術進行研究。首先根據(jù)蜂窩芯的成形原理設計出齒輪輥壓成形裝置和校形模具,對TC1鈦合金箔材進行成形試驗,再將成形得到的瓦楞板通過點焊工藝連接成蜂窩芯,研究點焊工藝參數(shù)的影響;其次,采用真空釬焊技術將蜂窩芯和面板連接在一起,制備出鈦合金蜂窩板,分析釬焊工藝參數(shù)對焊接質量的影響;最后,對鈦合金蜂窩板進行平面壓縮和三點彎曲試驗,研究蜂窩板的平面壓縮強度和彎曲強度。研究表明,采用點焊工藝制備TC1蜂窩芯的合理點焊工藝參數(shù)為:電極壓力150N,焊接電流530A,焊接時間0.005s,對此工藝參數(shù)下的焊點進行剪切試驗,得到剪切強度為164MPa;對于面板材料為TC4,蜂窩芯材料為TC1的鈦合金蜂窩板,其尺寸參數(shù)為:蜂窩芯高度15mm,壁厚0.05mm,面板厚度0.8mm,蜂窩板的最佳的釬焊工藝參數(shù)為:釬焊溫度935℃,保溫時間10min。在此參數(shù)下得到鈦合金蜂窩板試件的平面壓縮強度為1.93MPa,三點彎曲得到的彎曲強度為27.26MPa;觀測釬焊接頭的金相組織表明:面板和芯體的連接界面組織細小且分布均勻,界面實現(xiàn)了冶金連接。
【關鍵詞】：蜂窩板 鈦合金 真空釬焊 平面壓縮 三點彎曲
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V261.34
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題背景13
• 1.2 蜂窩板的研究進展13-16
• 1.2.1 蜂窩板的結構及特性13-14
• 1.2.2 蜂窩板的制備工藝14-15
• 1.2.3 蜂窩板力學性能研究概況15-16
• 1.3 鈦合金的研究、發(fā)展及應用16-19
• 1.3.1 鈦合金的性能16-17
• 1.3.2 鈦合金的分類17-18
• 1.3.3 鈦合金的發(fā)展與應用18
• 1.3.4 鈦合金焊接概況18-19
• 1.4 本文主要研究內容19-21
• 第二章 鈦合金蜂窩芯體的制備方法21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 基材選取21
• 2.3 蜂窩芯成形裝置設計21-24
• 2.3.1 瓦楞板成形裝置設計21-22
• 2.3.2 瓦楞板校形模具設計22-23
• 2.3.3 蜂窩芯點焊裝置設計23-24
• 2.4 蜂窩芯成形試驗24-29
• 2.4.1 瓦楞板成形試驗24-25
• 2.4.2 蜂窩芯點焊試驗25-27
• 2.4.3 焊點剪切試驗27-29
• 2.5 蜂窩芯的平面加工29-32
• 2.5.1 蜂窩芯線切割加工29
• 2.5.2 蜂窩芯平磨加工29-32
• 2.6 本章小結32-33
• 第三章 鈦合金蜂窩板真空釬焊工藝研究33-52
• 3.1 引言33
• 3.2 基材的選擇33-34
• 3.3 釬料選擇的分析34-39
• 3.3.1 釬料的潤濕和鋪展分析34-36
• 3.3.2 液態(tài)釬料和固態(tài)母材的相互作用36-38
• 3.3.3 釬料的選擇38-39
• 3.4 蜂窩板的釬焊工藝參數(shù)研究39-44
• 3.4.1 真空釬焊工藝研究40-42
• 3.4.2 真空釬焊工藝參數(shù)的確定42-43
• 3.4.3 夾具及工裝設計43-44
• 3.5 蜂窩板真空釬焊試驗44-51
• 3.5.1 表面準備44-45
• 3.5.2 放置及固定零件45-46
• 3.5.3 釬料的潤濕試驗46-47
• 3.5.4 蜂窩板的制備47-49
• 3.5.5 釬焊質量檢測49-51
• 3.6 本章小結51-52
• 第四章 鈦合金蜂窩板的平面壓縮和三點彎曲試驗52-60
• 4.1 引言52
• 4.2 蜂窩板的平面壓縮試驗研究與結果分析52-56
• 4.2.1 平面壓縮試驗52-53
• 4.2.2 平面壓縮試驗的結果分析53-56
• 4.2.3 平面壓縮試驗的結論56
• 4.3 蜂窩板的三點彎曲試驗研究與結果分析56-59
• 4.3.1 三點彎曲試驗56-57
• 4.3.2 三點彎曲試驗的結果分析57-59
• 4.3.3 三點彎曲試驗的結論59
• 4.4 本章小結59-60
• 第五章 總結和展望60-62
• 5.1 總結60
• 5.2 展望60-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 在學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文67

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本文編號：564664