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市場研究

激光焊接技術(shù)應(yīng)用幫助延長飛機使用壽命

來源:中網(wǎng)資訊綜合2014-10-17 我要評論(0 )   

我國目前對現(xiàn)役和在研的飛機提出了延長其使用壽命的迫切需求。飛機結(jié)構(gòu)的使用壽命不僅與細節(jié)設(shè)計、機體材料和飛行載荷相關(guān)聯(lián),更


我國目前對現(xiàn)役和在研的飛機提出了延長其使用壽命的迫切需求。飛機結(jié)構(gòu)的使用壽命不僅與細節(jié)設(shè)計、機體材料和飛行載荷相關(guān)聯(lián),更與其零件制造質(zhì)量及其所采用的技術(shù)密不可分。這些技術(shù)包括連接技術(shù)、裝配技術(shù)和強化技術(shù)等。

  機體結(jié)構(gòu)通過各種形式的連接而成為一傳力承載的整體,而“力”在數(shù)以萬計的分布于結(jié)構(gòu)單元上的連接點(緊固件、釘孔、焊點、焊縫、膠接點等)間的傳遞過程中,持續(xù)對結(jié)構(gòu)機體所進行的重復(fù)作用致使其產(chǎn)生疲勞損傷,繼而影響飛機結(jié)構(gòu)的使用壽命。同樣,各連接點的制造與裝配質(zhì)量也通過對“力”的傳遞所產(chǎn)生的影響而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命,通過各種技術(shù)途徑改善各連接點的技術(shù)狀態(tài)(表面質(zhì)量、配合性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式等)就能全面提高機體結(jié)構(gòu)的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計,75%~80%的疲勞損傷與破壞都發(fā)生在機體結(jié)構(gòu)的連接部位,足見連接對飛機結(jié)構(gòu)疲勞壽命的重要性。

  連接結(jié)構(gòu)壽命是機體結(jié)構(gòu)壽命的主要決定因素之一,保證結(jié)構(gòu)連接可靠,在飛機預(yù)定使用期內(nèi)不發(fā)生功能下降或失效的故障,是長壽命連接技術(shù)應(yīng)用研究的主要目的。國外現(xiàn)役的先進飛機機體普遍應(yīng)用的這類技術(shù)有干涉連接技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)、多種強化技術(shù)、多種焊接技術(shù)。所有這些技術(shù)在結(jié)構(gòu)不同部位的合理使用保證了其具有較長的使用壽命。

  激光焊接技術(shù)

  激光焊接是用大功率密度的激光束對材料表面進行照射,通過材料表面吸收光能并且轉(zhuǎn)化為熱能使焊接部位溫度升高熔化成為液態(tài),在隨后的冷卻凝固過程中實現(xiàn)兩種材料的連接。它是一種高速、高效、高精度的高能束流焊接方法,焊接接頭質(zhì)量可與電子束焊媲美,卻無需真空環(huán)境,不產(chǎn)生X射線, 尤其適合于新型耐高溫航空結(jié)構(gòu)材料的焊接組合。

  國內(nèi)2006年對2.5毫米厚1420鋁鋰合金板材進行了YAG激光焊接,對YAG激光焊接工藝參數(shù)與焊縫成形及焊接接頭的拉伸性能進行了試驗研究。

  雙光束激光焊接意味著在焊接過程中同時使用兩束激光,光束排布方式

  影響激光焊接的主要工藝參數(shù)有:激光類型和功率、光斑直徑、焊接速度、激光入射情況、焊絲形狀和尺寸、保護氣體特性等。目前,國內(nèi)激光焊接鈦合金薄板的成熟度級別有了較大提高,雙光束激光焊接鈦合金薄板結(jié)構(gòu)的成熟度級別也有了較大的提高。

 

活性焊劑氬弧焊技術(shù)

  活性焊劑氬弧焊技術(shù)是采用在被焊接部位涂敷活性物質(zhì)的方法,壓縮焊接電弧,改善熔池的流動,以減小熱影響區(qū),提高焊縫質(zhì)量。

  我國活性焊劑氬弧焊接技術(shù)在“十五”、“十一五”期間,完成了許多工程應(yīng)用研究工作,取得了顯著的技術(shù)進步。鈦合金波紋腹板梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究具有鮮明的代表性,對于焊縫魚鱗紋、機械打磨、手工打磨等影響焊縫接頭的中值疲勞壽命等工程細節(jié)問題均進行了深入的試驗研究。

 

  連接焊縫表面超聲沖擊強化技術(shù)

  表面超聲沖擊強化是利用超聲沖擊波的能量,打擊金屬零件表面,使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力層,改善零件的表面狀態(tài)。我國超聲沖擊強化技術(shù)目前處于應(yīng)用研究階段,“十一五”期間利用該技術(shù)對鈦合金焊縫進行了強化處理與試驗研究分析,焊后超聲沖擊處理(UIT)可以有效地改變焊縫表面的應(yīng)力分布情況,將拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力,均值達可以到-XXXMPa以上。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了輔助工裝對激光焊接和活性焊劑氬弧焊接波紋腹板梁結(jié)構(gòu)焊縫進行了強化,取得了一定效果和工程應(yīng)用經(jīng)驗。

  表面超聲沖擊強化是利用超聲沖擊波的能量,打擊金屬零件表面,使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力層,改善零件的表面狀態(tài)。我國超聲沖擊強化技術(shù)目前處于應(yīng)用研究階段,“十一五”期間利用該技術(shù)對鈦合金焊縫進行了強化處理與試驗研究分析,焊后超聲沖擊處理(UIT)可以有效地改變焊縫表面的應(yīng)力分布情況,將拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力,均值達可以到-XXXMPa以上。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了輔助工裝對激光焊接和活性焊劑氬弧焊接波紋腹板梁結(jié)構(gòu)焊縫進行了強化,取得了一定效果和工程應(yīng)用經(jīng)驗。

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激光焊接技術(shù)
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