整體葉盤作為一種新型的航空發(fā)動機結(jié)構(gòu),對提高發(fā)動機安全性、可靠性和工作壽命以及提高航空發(fā)動機推重比具有重要推動作用,已經(jīng)在GE、普惠、羅羅等先進航空發(fā)動機制造企業(yè)生產(chǎn)的軍用、民用航空發(fā)動機中取得了廣泛的應(yīng)用。而線性摩擦焊作為一種優(yōu)質(zhì)的焊接方法,在整體葉盤加工制造以及損傷葉片修復(fù)方面具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢,已成為一種主要的整體葉盤加工、修復(fù)制造方法。本文基于航空發(fā)動機整體葉盤制造需求,對TC17鈦合金進行了線性摩擦焊接,研究了焊接工藝過程對接頭成形、微區(qū)組織特征及焊后熱處理對接頭組織性能的影響規(guī)律,獲得了高強度的線性摩擦焊接頭,為我國航空發(fā)動機的設(shè)計制造提供了技術(shù)保障。研究了線性摩擦焊接過程參量的變化趨勢以及工進速度對試件宏觀成形的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)只有合理匹配焊接熱輸入和焊接工進速度之間的關(guān)系,才能避免裂紋、未焊合、孔洞以及瘤狀氧化物等焊接缺陷的出現(xiàn),從而保證接頭的焊接質(zhì)量。運用電子探針和電子背散射衍射方法研究了 TC17鈦合金線性摩擦焊接頭的微區(qū)組織特征,發(fā)現(xiàn)焊縫區(qū)是由不完全動態(tài)再結(jié)晶形成的等軸組織和經(jīng)過劇烈變形而殘留的變形β晶粒組成的混合組織,晶粒取向分布混亂,熱機影響區(qū)基本不發(fā)生動態(tài)再結(jié)... 

【文章來源】：機械科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４線性摩擦焊近凈成形技術(shù)??

?機械科學(xué)研究總院碩士學(xué)位論文???鋁合金線性摩擦焊接工藝研究，發(fā)現(xiàn)ＡＡ６０８２－Ｔ６鋁合金的工藝窗口很窄，由于鋁??合金具有極高的導(dǎo)熱性，必須使用大的頻率值以便為焊縫提供適當(dāng)?shù)臒崃浚⑶??必須匹配合適的工藝參數(shù)，不然會出現(xiàn)未焊合、接頭坍塌等情況；由于在焊接過??程中使用的ＡＡ６０８２－Ｔ６合金中的沉淀物溶解，顯微硬度在焊接區(qū)域中降低。耿培??浩［？１也進行了鎳基高溫合金的線性摩擦焊接試驗及熱力耦合數(shù)值模擬的研究，如??圖１－９所示，建立了塑性體／塑性體摩擦副的數(shù)學(xué)模型，分析線性摩擦焊接過程中??熱力耦合機理；國外學(xué)者還進行了?ＡＡ２０２４鋁合金與純銅的線性摩擦焊接頭界??面微觀結(jié)構(gòu)的深入研究，如圖１－１０所示，發(fā)現(xiàn)由于在材料流動過程中存在－些渦??流的旋渦，導(dǎo)致界面出現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)；還發(fā)現(xiàn)界面存在由ＡｈＣｕ、ＡｌＣｕ、Ａｌ２Ｃｕ３、??Ａｌ４Ｃｕ９以及亞穩(wěn)態(tài)的Ａ１３Ｃｕ２等組成的不連續(xù)的金屬間化合物層，由于這些金屬間??化合物的存在導(dǎo)致在界面處發(fā)生脆性斷裂，需要進一步改進焊接工藝來提高接頭??性能。??Ｔｈ？ｒｍｏｃｏｕｐＩＴＩｉｏｉｒ￣Ｂ＾Ｂｐ＾ｌ?ｉ?：?：??ｗｎ??ＳＳＨｔ＾ＯＭＰｔ－ｌＯＪＢｋＷ／ｍｍ１?４５Ｈｘ－３０ＭＰ？－?ｌＳｋＷ／ｍｍ１?■?＼｜?■?＼?ｗ?｜／??３６Ｈｚ?６０ＭＰａ－?ｌ８．９３ｋＷ／ｍｍ，?５８Ｈｓ－６０ＭＰａ－３０．４２ｋＷ／ｍｍ２??（ａ）焊接接頭宏觀形貌?（ｂ＞接頭顯微硬度??圖丨－８鋁合金線性摩擦焊??■?Ｉ?Ｖ??閣１－９高溫合金線性摩擦焊??１０??

?機械科學(xué)研宂總院碩士學(xué)位論文???（ａ）接頭宏觀形貌?（ｂ）界面ＩＭＣ層??圖１－１０鋁－銅異種金屬線性摩擦焊??１．３．１鈦合金線性摩擦焊接工藝研究現(xiàn)狀??邢麗等［３５１通過對ＴＣ４鈦合金進行線性摩擦焊試驗研宄，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整焊接工??藝參數(shù)可以得到“Ｘ”型、型和“Ｖ”型三種焊縫宏觀形貌，如圖１－１１所示，分析??發(fā)現(xiàn)焊接壓力是焊縫形貌的主要影響因素，其次是頻率和振幅，在保證熱輸入適??量的情況下應(yīng)采用較大的摩擦壓力可以獲得成形良好的接頭。??１１１??圖丨－丨丨接頭宏觀形貌??西北工業(yè)大學(xué)馬鐵軍等［３６１等研究發(fā)現(xiàn)線性摩撩焊接過程中飛邊主要由丁－焊??接界面處的熱塑性金屬層在垂直－ｒ界面的軸向壓應(yīng)力和平行ｔ振動方向的剪切應(yīng)??力共同作用下以“脈動”的方式被擠出而形成，飛邊形成過程如圖１－１２所示；還發(fā)??現(xiàn)線性摩擦焊過程中試件變形量隨摩擦?xí)r間的增加近似呈指數(shù)關(guān)系增大ｉｗ。??溫國棟等［３＊１研究發(fā)現(xiàn)在－定焊接條件下ＴＣ４線性摩擦焊接頭屮存在旋渦狀??和連續(xù)帶狀分布的氧化物，以及？碑未焊合的孔洞，氧化物成分丨：耍山ＴｉＣｈ和??ＡｈＣｂ組成。而姬書得等基于ＤＥＦＯＲＭ軟件對ＴＣ４鈦合金線性摩擦焊接過程??中的材料流動行為進行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)焊接過程中摩擦界面邊緣附近塑性金厲??的流動速度要大？中心區(qū)域的流動速度，塑性金屬的流動速度隨界面溫度的降低??ＩＩ??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]TA19雙態(tài)組織鈦合金線性摩擦焊接頭的組織結(jié)構(gòu)及演化行為[J]. 陶博浩,李菊,張彥華.  材料導(dǎo)報. 2020(14)
[2]鈦合金線性摩擦焊接頭動態(tài)再結(jié)晶規(guī)律研究[J]. 李曉紅,張彥華,張?zhí)飩},季亞娟,李贊.  塑性工程學(xué)報. 2020(02)
[3]TC17（α+β）/TC17（β）鈦合金線性摩擦焊接頭相組成及織構(gòu)分析[J]. 李曉紅,張彥華,李贊,張?zhí)飩}.  焊接學(xué)報. 2020(01)
[4]不同摩擦壓力下TB2線性摩擦焊過程參量的變化規(guī)律研究[J]. 趙治鵬,馬鐵軍,李文亞,張勇.  精密成形工程. 2019(06)
[5]TC17鈦合金線性摩擦焊接頭組織及性能[J]. 季亞娟,張?zhí)飩},張連鋒,郭德倫.  焊接學(xué)報. 2019(09)
[6]輕質(zhì)異種材料摩擦焊研究現(xiàn)狀[J]. 梁武,張春波,烏彥全,鞏秋野,周軍.  焊接. 2018(11)
[7]鈦合金線性摩擦焊界面氧化物“自清理”過程研究[J]. 馬鐵軍,王剛,李文亞,張勇,張曉強.  焊管. 2018(03)
[8]摩擦焊在航空領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 周軍,張春波,杜淼,趙玉珊,姜子钘.  焊接. 2017(06)
[9]線性摩擦焊接技術(shù)及其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 劉建麗,王嚴(yán),耿培皓,秦國梁,周軍.  焊接. 2016(10)
[10]整體葉盤線性摩擦焊接設(shè)備研制與發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 蘇宇,馬鐵軍,李文亞,楊夏煒,周軍,張學(xué)軍.  航空制造技術(shù). 2016(18)

博士論文
[1]鎳基高溫合金線性摩擦焊接過程熱力耦合數(shù)值分析[D]. 耿培皓.山東大學(xué) 2019
[2]鈦合金熱變形過程中形變與相變的交互作用及織構(gòu)控制[D]. 李凱.北京科技大學(xué) 2018
[3]熱加工TC17合金組織演變及其對高溫性能的影響[D]. 賈志強.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[4]異種鈦合金線性摩擦焊溫度場、微觀組織及性能研究[D]. 溫國棟.西北工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3504255