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题目:钛合金带筋壁板结构复合焊接工艺研究

关键词:电子束焊接;钎焊;复合焊接;T型接头;TC4钛合金

  摘要


      飞机机翼上的钛合金蒙皮桁架结构常常采用带筋壁板结构,即T型结构,它既能够满足结构的承力要求,又能够减轻结构重量。T型结构采用电弧双面焊时工序复杂,且不能焊接密封结构和筋板较薄的结构。采用真空电子束焊接T型接头结构,在焊缝两侧易出现未焊合间隙,该间隙将成为弯曲裂纹、疲劳断裂的诱因。采用电子束-钎焊复合焊接工艺能够有效地解决这一问题。利用电子束焊接时产生的热量将电子束焊缝两侧的钎料熔化,钎料熔化后润湿扩散能够填满未焊合的间隙,形成钎缝,从而能够提高试样的弯曲性能和疲劳性能。

      采用纯铝钎料和钛基钎料进行TC4钛合金电子束-钎焊复合焊接工艺适应性验证实验。根据实验结果选取合适的复合焊接用钎料,并制定复合焊接工艺参数。

      进行了TC4钛合金T型接头电子束-钎焊复合焊接实验,T型接头的壁板厚度为2mm,筋板厚度为1.5mm;主要考虑的参数为电子束流、聚焦电流和焊接速度。对采用复合焊接和电子束焊接的试样进行三点弯曲试验、金相观察、电镜观察和能谱分析并对各组试样进行比较。

      实验结果表明采用电子束-钎焊复合焊接工艺相比单纯电子束焊接能够提高焊接试样的弯曲性能;使用钛基钎料可以成功进行钛合金带筋壁板结构的复合焊接;调节参数使电子束线能量适中时复合焊接效果最好。