高温合金薄壁机匣焊接应力变形控制及加工工艺优化
发布时间：2021-01-26 06:46
随着世界焊接技术水平的发展和提高,对于焊接结构的变形控制要求越来越高。对于大型钣金薄壁机匣焊接变形规律和控制技术,后续的高效的机械加工方法,目前工程经验仍然不足。本文以薄壁焊接机匣为产品依托,借助焊接数值模拟技术,对高温合金焊接机匣的焊接工艺方法、焊接变形控制技术、消除焊接后应力方法、组合后机械加工的全工艺流程过程进行优化改进,达到控制焊接变形、最小组合加工余量、控制应力、最优加工程序及加工工艺参数,从而提高产品的生产效率。首先,针对航空发动机高温合金某薄壁机匣为研究对象,采用电子束焊接和自动氩弧焊接两种焊接方法,四种余量分布形式的焊接工艺方案,开展焊接变形模拟,并结合生产试验验证。通过对比分析,对于0.8mm厚度的薄壁高温合金焊接机匣,相同余量分布条件下,无拘束电子束焊接的轴向累积变形2.5mm,有拘束自动氩弧焊焊接的轴向累积变形1.7mm;根据模拟及生产验证试验,确定了自动氩弧焊接,并结合内部拘束实现焊接变形控制,完成工程应用及现场加工改进。其次,开展高温合金薄壁机匣焊接后超声冲击试验研究及工艺探索。通过超声冲击对GH3536材料焊接试片及零件的焊缝及近焊缝应力、组织和性能对比分析...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焊接结构的高温合金薄壁机匣件-7-
图 2-2 材料的热传导系数与温度的关系[47]图 2-3 材料的比热与温度的关系[47]温度对于材料的某些性能参数影响不是十分明显，这里对于这些参数选择相同的数值即这些参数取定值，例如密度和泊松比，密度取 8280Kg/m3、泊松比取 0.33。另外，热膨胀系数查阅有关资料表明其在 20~900℃之间为 16.1×10-6℃-1，所以本研究采用这一数值进行计算。[47][47]
图 2-2 材料的热传导系数与温度的关系[47]图 2-3 材料的比热与温度的关系[47]温度对于材料的某些性能参数影响不是十分明显，这里对于这些参数选择相同的数值即这些参数取定值，例如密度和泊松比，密度取 8280Kg/m3、泊松比取 0.33。另外，热膨胀系数查阅有关资料表明其在 20~900℃之间为 16.1×10-6℃-1，所以本研究采用这一数值进行计算。[47][47]
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声冲击对焊接接头表面质量的影响[J]. 邓海鹏,于影霞. 表面技术. 2017(02)
[2]焊接变形的高精度测量方法及预测方法研究[J]. 梁伟,夏洋,冯伟,村川英一. 机械工程学报. 2016(16)
[3]智能化焊接装备及工艺评价系统研发[J]. 路浩,苏陆军. 兵器材料科学与工程. 2016(04)
[4]超声冲击法提高焊接接头疲劳特性研究进展[J]. 王桂阳,王海斗,张玉波,李国禄,范博楠. 材料导报. 2016(09)
[5]基于弹性反变形法的连接杆焊接变形控制[J]. 刘雨生,李萍,田健,薛克敏,宋健. 焊接学报. 2015(12)
[6]超声冲击对焊接残余应力影响的研究进展[J]. 何柏林,雷思涌. 兵器材料科学与工程. 2015(02)
[7]超声冲击实现7A52铝合金焊接接头表面纳米化[J]. 解瑞军,邱小明,陈芙蓉,史志铭. 焊接学报. 2014(12)
[8]焊后消除焊接残余应力的多种方法比较研究[J]. 陈怡,张咏琴,于淑静. 机械工程师. 2013(12)
[9]基于固有应变的船体总段船台合拢焊接变形预测研究[J]. 周宏,罗宇,蒋志勇. 船舶力学. 2013(10)
[10]Numerical Analysis of Welding Residual Stress and Distortion in Laser+GMAW Hybrid Welding of Aluminum Alloy T-Joint[J]. Guoxiang XU,Chuansong WU,Xuezhou MA,Xuyou WANG. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(03)
博士论文
[1]粒子群算法研究及其工程应用案例[D]. 邵晴.吉林大学 2017
[2]大型复杂轮廓真空室焊接模拟及残余应力消除方法研究[D]. 修磊.中国科学技术大学 2017
[3]箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D]. 崔晓芳.大连交通大学 2005
硕士论文
[1]超声冲击处理对TA15/BTi-6431S钛合金板材焊接残余应力分布及显微组织的研究[D]. 钱广禄.北京有色金属研究总院 2017
[2]T形构件焊接反变形控制量的研究[D]. 周振雷.燕山大学 2015
[3]无人机主燃烧室火焰筒焊接变形控制研究[D]. 董翠屏.哈尔滨工业大学 2015
[4]残余应力对FPSO典型焊接节点疲劳强度影响研究[D]. 蒋文进.江苏科技大学 2014
[5]二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D]. 蒋建军.河南理工大学 2010
本文编号：3000661
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焊接结构的高温合金薄壁机匣件-7-
图 2-2 材料的热传导系数与温度的关系[47]图 2-3 材料的比热与温度的关系[47]温度对于材料的某些性能参数影响不是十分明显，这里对于这些参数选择相同的数值即这些参数取定值，例如密度和泊松比，密度取 8280Kg/m3、泊松比取 0.33。另外，热膨胀系数查阅有关资料表明其在 20~900℃之间为 16.1×10-6℃-1，所以本研究采用这一数值进行计算。[47][47]
图 2-2 材料的热传导系数与温度的关系[47]图 2-3 材料的比热与温度的关系[47]温度对于材料的某些性能参数影响不是十分明显，这里对于这些参数选择相同的数值即这些参数取定值，例如密度和泊松比，密度取 8280Kg/m3、泊松比取 0.33。另外，热膨胀系数查阅有关资料表明其在 20~900℃之间为 16.1×10-6℃-1，所以本研究采用这一数值进行计算。[47][47]
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声冲击对焊接接头表面质量的影响[J]. 邓海鹏,于影霞. 表面技术. 2017(02)
[2]焊接变形的高精度测量方法及预测方法研究[J]. 梁伟,夏洋,冯伟,村川英一. 机械工程学报. 2016(16)
[3]智能化焊接装备及工艺评价系统研发[J]. 路浩,苏陆军. 兵器材料科学与工程. 2016(04)
[4]超声冲击法提高焊接接头疲劳特性研究进展[J]. 王桂阳,王海斗,张玉波,李国禄,范博楠. 材料导报. 2016(09)
[5]基于弹性反变形法的连接杆焊接变形控制[J]. 刘雨生,李萍,田健,薛克敏,宋健. 焊接学报. 2015(12)
[6]超声冲击对焊接残余应力影响的研究进展[J]. 何柏林,雷思涌. 兵器材料科学与工程. 2015(02)
[7]超声冲击实现7A52铝合金焊接接头表面纳米化[J]. 解瑞军,邱小明,陈芙蓉,史志铭. 焊接学报. 2014(12)
[8]焊后消除焊接残余应力的多种方法比较研究[J]. 陈怡,张咏琴,于淑静. 机械工程师. 2013(12)
[9]基于固有应变的船体总段船台合拢焊接变形预测研究[J]. 周宏,罗宇,蒋志勇. 船舶力学. 2013(10)
[10]Numerical Analysis of Welding Residual Stress and Distortion in Laser+GMAW Hybrid Welding of Aluminum Alloy T-Joint[J]. Guoxiang XU,Chuansong WU,Xuezhou MA,Xuyou WANG. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(03)
博士论文
[1]粒子群算法研究及其工程应用案例[D]. 邵晴.吉林大学 2017
[2]大型复杂轮廓真空室焊接模拟及残余应力消除方法研究[D]. 修磊.中国科学技术大学 2017
[3]箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D]. 崔晓芳.大连交通大学 2005
硕士论文
[1]超声冲击处理对TA15/BTi-6431S钛合金板材焊接残余应力分布及显微组织的研究[D]. 钱广禄.北京有色金属研究总院 2017
[2]T形构件焊接反变形控制量的研究[D]. 周振雷.燕山大学 2015
[3]无人机主燃烧室火焰筒焊接变形控制研究[D]. 董翠屏.哈尔滨工业大学 2015
[4]残余应力对FPSO典型焊接节点疲劳强度影响研究[D]. 蒋文进.江苏科技大学 2014
[5]二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D]. 蒋建军.河南理工大学 2010
本文编号：3000661
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