電子束焊接技術(shù)因其能量密度高、焊縫質(zhì)量好等特點,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空發(fā)動機各部件的焊接過程。航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜且對各部件精度和安全性能要求較高,焊接過程不可避免地會產(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際生產(chǎn)中關(guān)注的重點。本文以GH4169高溫合金航空發(fā)動機環(huán)形件電子束焊接過程應(yīng)力與變形為研究對象,采用數(shù)值模擬和試驗研究相結(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)件實際焊接過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,通過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)實際試驗工況建立平板對接有限元模型,通過比較試驗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)力與試驗測量值對比,結(jié)果吻合良好。其次,建立了航空發(fā)動機環(huán)形件電子束焊接有限元模型并對焊接過程中的應(yīng)力和變形進(jìn)行計算。結(jié)果表明,構(gòu)件上殘余應(yīng)力較高的區(qū)域主要集中... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：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]通過大量的金相試驗研究了發(fā)動機高速柔性聯(lián)軸器萌生的影響，同時采用有限元分析方法對三維裂紋的擴展進(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)動機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)通過引進(jìn)國外先進(jìn)焊接設(shè)備進(jìn)行試驗研究，使得國內(nèi)的電子束焊接技起來。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，對常用發(fā)動機和原子能反應(yīng)堆內(nèi)壁的鎳基高溫合金的焊接性進(jìn)行了分析，并對同種材料及接的焊縫強度進(jìn)行了測試和對比。1995 年，沈陽航空發(fā)動機研究所的韓錄寬[36]從電藝過程出發(fā)，研究了航空發(fā)動機風(fēng)扇盤組合件電子束焊接前后的機械加工工藝，并焊后質(zhì)量檢驗要求，對電子束焊接在發(fā)動機制造中的廣泛應(yīng)用起到了推動作用。20航發(fā)的梁養(yǎng)民等[37]研究了航空發(fā)動機鈦合金盤鼓類零件真空電子束焊接的工藝難點驗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)用到實際生產(chǎn)中。2014 年，沈陽黎明的張宏芳等[38]發(fā)動機中短軸零件真空電子束焊接的工藝過程，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)動機轉(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)計提供了借鑒作用。2016 年，沈

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[8]固體界面接觸換熱系數(shù)的實驗研究[D]. 朱德才.大連理工大學(xué) 2007
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本文編號：2912177