铝锂合金论文：铝锂合金 激光填丝焊 T型接头 正交试验 焊后热处

铝锂合金论文：铝锂合金 激光填丝焊 T型接头 正交试验 焊后热处理

铝锂合金论文：高强铝合金T型接头激光焊接技术研究

【中文摘要】轻质高强、高弹性模量、高比强度和高比刚度的以铝锂合金为代表的高强铝合金是优秀的航空航天材料,焊接在提高材料利用率、减轻结构质量、降低成本方面具独具优势,尤其是高能量密度、高焊接精度和高焊接效率的激光焊。在飞机蒙皮、壁板等结构中,采用焊接代替传统的铆接工艺制造T型接头,减重效果显著。然而由于铝合金特性及T型接头结构特点,无论传统焊接还是先进的激光焊接都遇到了焊缝成形、气孔、变形等依靠单独焊接方式难以解决的问题。本文在激光焊的基础上成功将激光填丝焊用于3mm厚铝锂合金T型接头的焊接上,既充分发挥了激光焊的优势,也弥补了其不足。首先,根据铝合金激光焊和填丝焊的焊接试验要求和T型接头的特点,优化与设计了定位装置、送丝装置及工装夹具,为工艺试验研究提供了装备条件。其次,基于正交试验法设计了试验,研究了激光功率、焊接速度、焊接角度和偏移量四个主要的工艺参数对T型接头角焊缝界面结合、表面成形和底板熔深的影响。利用直观和极差分析试验结果发现,焊接角度和偏移量是影响T型接头焊缝成形的主要因素。对SUS304不锈钢T型接头激光焊接的工艺参数进行优化,当激光功率2000W、焊接速度2.5mm/min、焊接角度35。...

【英文摘要】High strength aluminum alloy is one of the most important materials and finds extensive application in aerospace industry because of its light weight, superior

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strength-to-weight ratio, and high elastic modulus. Laser welding with high energy density can offer remarkable advantages over conventional fusion welding processes, such as minimal component distortion and high productivity, and is specifically suitable for joining aerospace structures. It is prominent to reduce weight that using welding crafts rep...

【关键词】铝锂合金 激光填丝焊 T型接头 正交试验 焊后热处理

【英文关键词】Al-Li alloy laser welding with filling wire T-joint orthogonal tests heat-treatment

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【目录】高强铝合金T型接头激光焊接技术研究4-5

Abstract5-6

第1章 绪论10-191.1.1 铝合金的特性与分类

摘要1.1 课题

的背景及意义10-1410-1212-14题14-1614-16

1.1.2 铝锂合金在航空航天工业中的应用

1.2 高强铝合金T型接头激光焊接的优点及存在的问1.2.1 铝合金激光焊接优点和存在的问题1.2.2 T型接头激光焊接存在的问题16

1.3 铝

合金T型接头焊接研究进展16-18形的研究进展16-1717-18

1.3.1 T型接头焊接应力变

1.3.2 T型接头填充材料的激光焊接工艺

18-19

第2章 试验设

1.4 研究内容与技术路线

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备、材料与方法19-30设备19-20

2.1 试验设备19-212.1.1 激光2.1.3 热

2.1.2 焊接夹具及气保护系统20

2.2 试验材料及焊前处理

等静压试验设备20-2121-232323-27

2.2.1 试验材料21-232.3 试验方法23-29

2.2.2 材料的焊前处理2.3.1 正交试验法

2.3.3 宏观形貌及显微28

2.3.5 拉伸试验2.4 本章小结

3.1

2.3.2 X射线探伤27-28

2.3.4 显微硬度测量

组织观察2828-2929-30

2.3.6 断口及气孔分析29

第3章 T型接头激光焊接工艺研究30-40

试验结果分析30-39响31-3434-3636-3838-39

3.1.1 工艺参数对角焊缝界面结合率影

3.1.2 工艺参数对角焊缝表面成形的影响3.1.3 工艺参数对T型接头底板熔深的影响3.1.4 T型接头激光焊接工艺优化原则3.2 本章小结39-40

第4章 铝锂合金T型接头4.1 焊接工艺参数对铝

4.1.1 送

激光填丝焊焊缝成形机理研究40-48

锂合金T型接头激光填丝焊焊缝成形的影响40-42丝速度对焊缝成形的影响40-41的匹配41-42

4.1.2 激光功率与焊接速度

4.2.1

4.2 焊缝成形质量的控制42-47

激光焊与填丝焊成形对比分析43-45制45-47

4.3 本章小结47-48

4.2.2 焊接热裂纹的控第5章 铝合金T型接头

激光焊气孔分析48-5948-52

5.1 气孔形成机理及其特征分析

5.2 焊接工艺参数对焊缝气孔的影响

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52-575.2.1 焊接角度和焊缝气孔的关系52-555.2.2

焊接速度和气孔率的关系55-57焊缝气孔率的影响

57-58

5.3 焊接材料及焊接方法对

第6章

5.4 本章小结58-59

59-72

T型接头焊缝显微组织与力学性能研究光焊接接头组织特征63-6970-72

59-63

6.1 T型接头激

6.2 拉伸性能与断口分析

6.4 本章小结

7.1

6.3 显微硬度测试69-70

第7章 铝合金T型接头的焊后处理72-83

焊后热处理工艺的发展与应用72-74型接头的影响74-7874-7575-7676-787878-8080-8283-8584-85

7.2 焊后热处理工艺对T

7.2.1 焊后热处理工艺参数的选择

7.2.2 焊后热处理作用时间对T型接头的影响7.2.3 焊后热处理温度变化对T型接头的影响7.2.4 焊后热处理压力变化对T型接头的影响7.4 焊后热处理丁艺对T型接头组织的影响7.5 焊后热处理工艺对T型接头显微硬度的影响7.6 本章小结82-838.1 全文结论83-84致谢

85-86

第8章 结论与展望8.2 研究展望86-89

附录A 攻读

参考文献

学位期间公开发表文章及专利89