當代飛機技術(shù)的飛速發(fā)展對飛機材料與結(jié)構(gòu)提出巨大需求與挑戰(zhàn),結(jié)構(gòu)件減重成為航空制造的重要發(fā)展方向之一。鋁鋰合金由于其高比強度、較好的耐腐蝕性與熱穩(wěn)定性等優(yōu)良性能,被大量應(yīng)用于飛機結(jié)構(gòu)材料。同時,激光焊接技術(shù)的飛速發(fā)展致使其廣泛應(yīng)用于鋁合金連接。然而,由于鋁鋰合金的特性及飛機服役性能的要求,鋁鋰合金激光焊接技術(shù)仍存在諸多難點。本文針對2060、2099鋁鋰合金焊接結(jié)構(gòu),開展了兩種典型接頭形式的激光焊接工藝實驗,重點研究了接頭組織形態(tài)及其形成機理。首先,針對2060鋁鋰合金對接結(jié)構(gòu)、以及2060鋁鋰合金蒙皮與2099鋁鋰合金桁條T型結(jié)構(gòu)分別開展激光焊接試驗及雙激光束雙側(cè)同步焊接試驗,觀察焊縫橫截面成形,以進行溫度場仿真結(jié)果準確性驗證。在此基礎(chǔ)上,采用試驗校核后的熱源模型,基于焊件實物尺寸構(gòu)建兩種結(jié)構(gòu)件激光焊接有限元模型,對兩種結(jié)構(gòu)件進行激光焊接溫度場仿真求解,探究了不同工藝參數(shù)下兩種結(jié)構(gòu)件的熔池形貌,得到優(yōu)化工藝參數(shù)范圍以指導工藝實驗研究。其次,基于激光焊接溫度場求解結(jié)果,設(shè)計并開展了2060鋁鋰合金對接結(jié)構(gòu)激光焊接實驗。定量分析了焊接工藝參數(shù)對接頭宏觀形貌及微觀組織形態(tài)的影響,考察了焊接接...

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與選題意義
    1.2 鋁鋰合金發(fā)展概況
    1.3 鋁鋰合金激光焊接國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鋁鋰合金激光焊接氣孔
        1.3.2 鋁鋰合金激光焊接裂紋
        1.3.3 鋁鋰合金激光焊接接頭軟化
        1.3.4 鋁鋰合金焊縫邊緣等軸晶帶
    1.4 課題研究內(nèi)容與方法
第二章 鋁鋰合金激光焊接實驗材料及方法
    2.1 實驗材料
    2.2 激光焊接實驗設(shè)備
    2.3 激光焊接實驗方法
    2.4 測試分析方法
第三章 鋁鋰合金激光焊接過程溫度場建模及求解
    3.1 鋁鋰合金激光焊接有限元模型的建立
        3.1.1 鋁鋰合金激光焊接結(jié)構(gòu)件幾何模型的建立
        3.1.2 鋁鋰合金激光焊接結(jié)構(gòu)件有限元網(wǎng)格的劃分
        3.1.3 激光焊接熱源模型的建立
        3.1.4 鋁鋰合金材料物性參數(shù)的獲取
        3.1.5 初始條件和邊界條件的設(shè)置與加載
    3.2 鋁鋰合金對接結(jié)構(gòu)激光焊接溫度場仿真研究
        3.2.1 仿真結(jié)果的實驗驗證
        3.2.2 對接結(jié)構(gòu)激光焊接溫度場仿真結(jié)果分析
        3.2.3 工藝參數(shù)對對接結(jié)構(gòu)件焊縫成形的影響規(guī)律
    3.3 鋁鋰合金T型結(jié)構(gòu)雙激光束焊接溫度場仿真結(jié)果分析
        3.3.1 仿真結(jié)果的實驗驗證
        3.3.2 T型結(jié)構(gòu)激光焊接溫度場仿真結(jié)果分析
        3.3.3 工藝參數(shù)對T型結(jié)構(gòu)件焊縫成形的影響規(guī)律
    3.4 本章小結(jié)
第四章 鋁鋰合金對接結(jié)構(gòu)激光焊接接頭微觀組織及形成機理
    4.1 鋁鋰合金對接結(jié)構(gòu)激光焊接接頭宏觀形貌
    4.2 鋁鋰合金對接結(jié)構(gòu)激光焊接接頭顯微組織
        4.2.1 激光焊接熱過程對接頭組織形貌分布規(guī)律的影響
        4.2.2 激光焊接接頭組織形貌定量研究
        4.2.3 激光焊接接頭元素分布特征
    4.3 組織形態(tài)及元素分布對對接結(jié)構(gòu)激光焊接接頭性能的影響
        4.3.1 組織形態(tài)及元素分布對對接接頭顯微硬度的影響
        4.3.2 組織形態(tài)及析出相對對接接頭拉伸性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 鋁鋰合金T型結(jié)構(gòu)雙激光束焊接接頭微觀組織及形成機理
    5.1 鋁鋰合金T型結(jié)構(gòu)雙激光束焊接接頭宏觀形貌
    5.2 鋁鋰合金T型結(jié)構(gòu)雙激光束焊接接頭顯微組織
        5.2.1 激光焊接熱過程對接頭組織形貌分布規(guī)律的影響
        5.2.2 激光焊接接頭元素分布特征
    5.3 組織形態(tài)及元素分布對T型結(jié)構(gòu)激光焊接接頭性能的影響
        5.3.1 組織形態(tài)及元素分布對T型接頭顯微硬度的影響
        5.3.2 組織形態(tài)及第二相對T型接頭環(huán)向拉伸性能的影響
    5.4 鋁鋰合金激光焊接接頭缺陷研究
        5.4.1 氣孔的形成機理及抑制措施研究
        5.4.2 裂紋的形成機理及抑制措施研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 鋁鋰合金激光焊接焊縫邊緣等軸晶帶形成機理
    6.1 Li元素及Zr元素對EQZ形成的影響
    6.2 焊接熱過程對EQZ組織形態(tài)的影響
    6.3 熔池流動對EQZ組織形態(tài)的影響
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：3872456