本文關(guān)鍵詞：鈦合金蜂窩壁板制造技術(shù)研究

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【摘要】：蜂窩板結(jié)構(gòu)由于具備高比強(qiáng)度、優(yōu)越的隔熱性、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。典型的三層蜂窩板結(jié)構(gòu)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(shí)蜂窩芯體在受到剪切載荷時(shí)提供了足夠的抗彎能力,使得蜂窩板結(jié)構(gòu)除了熱防護(hù)之外也逐漸成為承力構(gòu)件。目前在航空航天領(lǐng)域,有兩種常用的金屬蜂窩板,一種是通過(guò)膠接將面板與芯體連接在一起的鋁質(zhì)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(duì)承載能力的進(jìn)一步要求,釬焊鈦蜂窩性能優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯,使用范圍必將越來(lái)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(duì)鈦合金蜂窩板制造技術(shù)進(jìn)行研究。首先根據(jù)蜂窩芯的成形原理設(shè)計(jì)出齒輪輥壓成形裝置和校形模具,對(duì)TC1鈦合金箔材進(jìn)行成形試驗(yàn),再將成形得到的瓦楞板通過(guò)點(diǎn)焊工藝連接成蜂窩芯,研究點(diǎn)焊工藝參數(shù)的影響;其次,采用真空釬焊技術(shù)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(duì)焊接質(zhì)量的影響;最后,對(duì)鈦合金蜂窩板進(jìn)行平面壓縮和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),研究蜂窩板的平面壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。研究表明,采用點(diǎn)焊工藝制備TC1蜂窩芯的合理點(diǎn)焊工藝參數(shù)為:電極壓力150N,焊接電流530A,焊接時(shí)間0.005s,對(duì)此工藝參數(shù)下的焊點(diǎn)進(jìn)行剪切試驗(yàn),得到剪切強(qiáng)度為164MPa;對(duì)于面板材料為T(mén)C4,蜂窩芯材料為T(mén)C1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(shí)間10min。在此參數(shù)下得到鈦合金蜂窩板試件的平面壓縮強(qiáng)度為1.93MPa,三點(diǎn)彎曲得到的彎曲強(qiáng)度為27.26MPa;觀(guān)測(cè)釬焊接頭的金相組織表明:面板和芯體的連接界面組織細(xì)小且分布均勻,界面實(shí)現(xiàn)了冶金連接。
【關(guān)鍵詞】：蜂窩板 鈦合金 真空釬焊 平面壓縮 三點(diǎn)彎曲
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(jìn)展13-16
• 1.2.1 蜂窩板的結(jié)構(gòu)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(xué)性能研究概況15-16
• 1.3 鈦合金的研究、發(fā)展及應(yīng)用16-19
• 1.3.1 鈦合金的性能16-17
• 1.3.2 鈦合金的分類(lèi)17-18
• 1.3.3 鈦合金的發(fā)展與應(yīng)用18
• 1.3.4 鈦合金焊接概況18-19
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)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(shè)計(jì)21-24
• 2.3.1 瓦楞板成形裝置設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.2 瓦楞板校形模具設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.3 蜂窩芯點(diǎn)焊裝置設(shè)計(jì)23-24
• 2.4 蜂窩芯成形試驗(yàn)24-29
• 2.4.1 瓦楞板成形試驗(yàn)24-25
• 2.4.2 蜂窩芯點(diǎn)焊試驗(yàn)25-27
• 2.4.3 焊點(diǎn)剪切試驗(yàn)27-29
• 2.5 蜂窩芯的平面加工29-32
• 2.5.1 蜂窩芯線(xiàn)切割加工29
• 2.5.2 蜂窩芯平磨加工29-32
• 2.6 本章小結(jié)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(rùn)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(shè)計(jì)43-44
• 3.5 蜂窩板真空釬焊試驗(yàn)44-51
• 3.5.1 表面準(zhǔn)備44-45
• 3.5.2 放置及固定零件45-46
• 3.5.3 釬料的潤(rùn)濕試驗(yàn)46-47
• 3.5.4 蜂窩板的制備47-49
• 3.5.5 釬焊質(zhì)量檢測(cè)49-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 鈦合金蜂窩板的平面壓縮和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)52-60
• 4.1 引言52
• 4.2 蜂窩板的平面壓縮試驗(yàn)研究與結(jié)果分析52-56
• 4.2.1 平面壓縮試驗(yàn)52-53
• 4.2.2 平面壓縮試驗(yàn)的結(jié)果分析53-56
• 4.2.3 平面壓縮試驗(yàn)的結(jié)論56
• 4.3 蜂窩板的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)研究與結(jié)果分析56-59
• 4.3.1 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)56-57
• 4.3.2 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的結(jié)果分析57-59
• 4.3.3 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的結(jié)論59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)和展望60-62
• 5.1 總結(jié)60
• 5.2 展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 在學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

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