5A06铝合金焊接接头残余应力检测技术研究

发布时间：2022-04-25 20:34

　　铝合金焊接已成为卫星结构件成型的重要技术手段。焊接时热力作用产生的残余应力对焊接件的稳定性造成不良影响,严重影响焊接产品可靠性。准确的无损检测焊接后产品中的残余应力,可以为航天产品关键结构件的焊接工艺优化、减少残余应力的危害提供可靠依据,对保证卫星等航天产品可靠性和预期寿命具有极其重要的意义。本文以某型号卫星结构件所用焊接材料5A06铝合金轧制平板,通过VPPA（变极性等离子弧焊）焊接工艺所制焊件为研究对象,采用X射线衍射法作为检测手段,开展焊接接头残余应力检测研究。目前国内外关于在X射线衍射法中的VPPA焊接热影响区位置确定、衍射峰位差异、检测参数对检测结果的影响等问题,研究还不够彻底,缺乏详实可靠的检测流程,尤其是对航天产品。为了解决上述问题,本文开展以下几个方面的研究:X射线衍射法残余应力测试的检测参数确定、优化及检测结果准确度评价;衍射峰峰位差异原因分析及数据后处理方法研究;焊接残余应力分区检测方法;热影响区位置确定及该区微观状态对测试精度的影响分析;表面状态对测试精度的影响分析。通过以上研究,得到如下研究成果:建立了可用于残余应力检测准确度评价及方法间比对的标准样品体系;优化... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 序言
    1.2 课题背景
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国内残余应力检测研究现状
        1.3.2 国外残余应力检测研究现状
        1.3.3 研究现状总结
    1.4 课题研究内容
    1.5 论文拟解决的关键问题
        1.5.1 衍射峰峰位差异分析
        1.5.2 建立数据后处理方法
        1.5.3 X射线衍射法检测参数优化
        1.5.4 检测结果准确度评价
第2章 X射线衍射法残余应力检测技术概述
    2.1 序言
    2.2 X射线衍射法检测原理概述
        2.2.1 X射线衍射图样信息解读
        2.2.2 X射线衍射法检测原理
    2.3 X射线衍射法检测参数
    2.4 实验设备
    2.5 小结
第3章 标准应力样品体系建立
    3.1 序言
    3.2 预应力样品设计
    3.3 悬臂式等强度梁设计
        3.3.1 悬臂梁应力分布的有限元分析
        3.3.2 悬臂式等强度梁应力检测
    3.4 新型梁设计
        3.4.1 新型梁应力分布有限元分析
        3.4.2 新型梁样品应力检测
    3.5 小结
第4章 焊接接头残余应力检测
    4.1 序言
    4.2 X射线衍射法基本检测参数确定及准确度标定
        4.2.1 X射线衍射法衍射晶面及靶材选取
        4.2.2 基本检测参数条件下X射线衍射法准确度标定
    4.3 组织观察
    4.4 X射线衍射法检测参数优化
    4.5 检测参数优化结果验证
    4.6 X射线衍射法与散斑法检测结果对比
        4.6.1 表面调控后板材应力检测结果对比
        4.6.2 表面调控后焊接接头应力检测结果对比
        4.6.3 表面未调控焊接接头残余应力检测结果对比
    4.7 本章小结
第5章 误差来源判定及分析
    5.1 序言
    5.2 极距角偏差对测试误差的影响判定
        5.2.1 单探测器工况下△ψ对残余应力测试结果的影响分析
        5.2.2 双探测器工况下△ψ对残余应力测试结果的影响分析
        5.2.3 分析结果实验验证
    5.3 X射线衍射峰峰位差异对测试误差的影响判定
        5.3.1 不同组织的衍射峰位比较
        5.3.2 峰位差异分析
    5.4 热影响区微观状态对测试误差的影响分析
        5.4.1 跨区域测试对测试结果影响分析
        5.4.2 微观应变对测试结果影响分析
    5.5 表面状态对测试误差的影响分析
        5.5.1 焊缝余高对测试结果的影响分析
        5.5.2 表面损伤层对测试结果的影响分析
        5.5.3 包铝层对检测结果的影响分析
    5.6 小结
结论
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高速磨削18CrNiMo7-6齿轮钢对残余应力的影响[J]. 陈鑫,王栋,刘昱范.  机械设计与制造. 2017(09)
[2]轧制铝合金的X-射线法残余应力测试[J]. 孙建通,李晓延,张亮,兖文涛.  焊接学报. 2017(01)
[3]异种高温合金板材电子束焊接及热处理后残余应力特征[J]. 刘谨,赵志毅.  材料热处理学报. 2016(02)
[4]短波长X射线体应力无损分析仪填补国内外用短波长X射线检测材料内部应力技术空白[J]. 良辰.  航空制造技术. 2015(22)
[5]包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响[J]. 杨超,王继杰,韩培培,杜宝瑞,刘晓寒,薛鹏,马宗义,倪丁瑞.  机械工程学报. 2015(22)
[6]衍射线宽化的线形分析和微结构表征[J]. 杨传铮,姜传海.  理化检验(物理分册). 2014(09)
[7]铝合金平板焊接残余应力场分析[J]. 王付星,李育文,位建康.  热加工工艺. 2013(11)
[8]焊接残余应力对疲劳寿命影响的定量研究[J]. 卞如冈,崔维成,万正权,李良碧,王铭伟.  船舶力学. 2011(07)
[9]X射线衍射法测量铝合金残余应力及误差分析[J]. 马昌训,吴运新,郭俊康.  热加工工艺. 2010(24)
[10]铝合金厚板残余应力测试方法有效性分析[J]. 龚海,吴运新,廖凯.  材料工程. 2010(01)

博士论文
[1]航空用2E12合金热处理工艺与疲劳行为的相关基础问题研究[D]. 周明哲.中南大学 2010
[2]复杂铝合金结构焊接应力与变形行为研究[D]. 曾志.天津大学 2009
[3]铍材X射线残余应力无损测定原理和方法[D]. 陈玉安.重庆大学 2002

硕士论文
[1]铝合金焊接残余应力X射线衍射法检测参数优化研究[D]. 张秋霞.北华航天工业学院 2015
[2]X射线衍射方法分析多晶铝合金和粗晶铁硅合金的残余应力[D]. 万鑫.上海交通大学 2014
[3]转向架副构架焊接接头残余应力测定与焊接仿真分析[D]. 张建锋.西南交通大学 2012



本文编号：3648294