厉晓笑
,
郝云飞
,
田堂振
,
杜岩峰
,
王道虎
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.04.023
开展了6 mm 2A14-T6铝合金对接接头的单面焊双面成形焊接工艺研究,详细分析了交流频率和装配精度对焊缝成形及接头力学性能的影响规律.结果表明:随着交流频率从60 Hz逐渐增加至80 Hz,2A14铝合金对接接头的平均抗拉强度从356 MPa降低至310 MPa,但接头延伸率没有显著变化.装配精度对焊缝质量的影响分析结果显示:随着装配间隙增大,焊缝背部成形效果变差.当间隙超过20％板厚时,焊缝易直接熔穿或单面切割,无法形成焊漏.随着装配错边增大,焊缝背部成形逐渐变差,出现咬边现象;接头力学性能测试显示,随着装配错边的增加,接头抗拉强度和延伸率均呈逐渐下降的趋势.在实际工程应用中,局部错边应控制在25％板厚范围内.
关键词:
单面焊双面成形
,
交流频率
,
装配精度
,
接头性能
郝云飞
,
田志杰
,
刘涛
,
高彦军
,
朱乾坤
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.02.024
采用等离子喷涂纳米氧化锆(ZrO_2-8%Y_2O_3)团聚粉末制备了纳米氧化锆热障涂层,利用连续CO_2激光对其进行重熔处理.以常规热障涂层作为比较对象,研究了纳米氧化锆热障涂层和激光重熔涂层的组织结构、硬度、抗热冲击性能.结果表明:纳米氧化锆热障涂层组织结构为独特的纳米-微米复合结构,主要有柱状晶和未熔融或部分熔融纳米颗粒组成;激光重熔热障涂层的组织结构为表面等轴晶+断面柱状晶.硬度试验和抗热冲击性能试验综合比较结果显示:相对于常规氧化锆热障涂层,纳米氧化锆热障涂层和激光重熔热障涂层拥有更好的性能.因此将纳米技术和激光重熔表面处理技术与等离子喷涂技术结合起来制备热障涂层是提高热障涂层性能的非常有前景的工艺方法.
关键词:
等离子喷涂
,
纳米氧化锆热障涂层
,
激光重熔处理
,
组织与性能
赵衍华
,
李延民
,
郝云飞
,
陈玉耘
,
王国庆
宇航材料工艺
对2219铝合金进行了双轴肩搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了焊缝成型、接头组织形态及力学性能.结果表明:2219铝合金双轴肩搅拌摩擦焊缝正反面成型美观,内部无缺陷,几乎无焊缝减薄.接头宏观形貌呈典型的“哑铃型”,焊缝上下表面宽,中间略窄.从显微组织角度看,接头的焊核区、热机影响区、热影响区等组织特征与常规搅拌摩擦焊相似.双轴肩搅拌摩擦焊接头显微硬度分布趋势与常规搅拌摩擦焊接头相似,均为典型的“W”型,但双轴肩搅拌摩擦焊接头不存在各层异性.接头力学性能试验表明:双轴肩搅拌摩擦焊接头抗拉强度达到了318.3 MPa,延伸率为5.5％.接头断口形貌呈典型的韧性断裂.
关键词:
双轴肩搅拌摩擦焊
,
2219铝合金
,
组织形态
,
力学性能
郝云飞
,
王国庆
,
厉晓笑
,
赵衍华
,
刘伟
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.06.004
开展了2219MCS叉形环和2219C10S短壳组成的锁底接头的搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了搅拌针长度和前进侧位置对锁底接头Hook型缺陷、力学性能、断裂方式的影响规律.结果表明:搅拌摩擦焊锁底接头在短壳一侧存在Hook型缺陷,短壳位于前进侧时的搭接界面上翘曲率和迁移量均大于叉形环位于前进侧,且随着搅拌针长度的增加,搭接界面的向上迁移量逐渐增大.相同的焊透深度时,叉形环位于前进侧的力学性能优于短壳位于前进侧;相同的前进侧位置时,随着焊透深度的逐渐增加,接头力学性能逐渐降低.锁底接头搭接界面缺陷形貌及迁移量的变化是引起力学性能变化的主要原因.优化的试验结果显示,当焊透深度和短壳板材厚度相同,且叉形环位于焊缝前进侧的力学性能最优,常温可达到300 MPa,低温可达到370MPa,延伸率均超过3.5％.锁底接头的拉伸断裂方式与焊缝前进侧位置密切相关.当短壳位于前进侧时,从短壳一侧热力影响区断裂;当叉形环为前进侧时,从焊缝焊核区断裂.
关键词:
锁底接头
,
搅拌摩擦焊接
,
Hook型缺陷
,
力学性能
郝云飞
,
李延民
,
周庆
,
罗军
,
李超
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.02.009
针对8 mm厚2219铝合金进行可回抽搅拌摩擦焊工艺试验,详细分析了回抽过程中搅拌针运动轨迹、不同回抽位置的接头组织形态及力学性能.结果表明:搅拌针的运动轨迹是焊接速度与搅拌针相对于轴肩回抽速度的合成运动轨迹,并呈现出一定的线性关系.回抽结束处和回抽起始处的接头组织形貌为典型的常规搅拌摩擦焊接头,位于中间回抽区域的焊接接头可以认为是100％焊透的焊接接头与“相同直径的轴肩+(100％～0％) ×L的搅拌针”形成的焊透深度逐渐变浅的常规搅拌摩擦焊接头复合形成的.接头力学性能测试结果表明:回抽结束处的性能最高,回抽起始处的性能次之,中间回抽区域的力学性能最低,并且随着回抽距离的逐渐增加,中间回抽区域的力学性能逐渐增加.不同回抽位置的搅拌摩擦焊接头均呈现出典型的韧性断裂形貌.
关键词:
可回抽搅拌摩擦焊
,
回抽轨迹
,
组织形态
,
力学性能
王国庆
,
赵刚
,
郝云飞
,
陈雪峰
,
赵衍华
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.03.006
采用固相填充+搅拌摩擦焊复合工艺进行了2219铝合金搅拌摩擦焊缝匙孔形缺陷的修补,焊后对接头的微观组织和力学性能进行了分析.结果显示:匙孔修补位置焊接接头焊核区呈现细小的等轴晶,热力影响区组织发生了较大程度的弯曲变形,接头抗拉强度≥335 MPa,延伸率≥8.0％,断裂机理为韧性断裂.
关键词:
固相填充+搅拌摩擦焊修补工艺
,
匙孔形缺陷
,
微观组织
,
力学性能
廖潇垚
,
郝云飞
,
章淑芳
,
王晓敏
,
何亚玲
,
李明星
腐蚀与防护
doi:10.11973/fsyfh-201608002
采用剥蚀试验和动电位极化曲线测试对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG)焊接头的腐蚀行为进行了研究.通过腐蚀失重测试、电化学试验与剥蚀后表面及深度方向腐蚀微观形貌观察,对三者的腐蚀形式和机理进行了分析.结果表明:母材腐蚀速率最大,自腐蚀电位最低,而腐蚀电流密度最大;两种接头焊缝/焊核的耐蚀性总体接近,都优于母材的,FSW焊核的耐蚀性最优.合金母材的腐蚀形式为层状剥蚀,TIG焊缝为晶间腐蚀,深度较小,FSW焊核为点蚀.三者的腐蚀均与析出相有关,母材的析出相粗大,与基体之间的电偶效应最明显;TIG焊缝析出相沿枝晶晶界排列,但析出相尺寸小,电偶作用弱于母材;FSW焊核析出相尺寸由于机械搅拌而变小且分布弥散,腐蚀性能有所改善.
关键词:
2219铝合金
,
剥蚀
,
搅拌摩擦焊
,
钨极氩弧焊
,
动电位极化曲线
郝云飞
,
毕煌圣
,
孙宇明
,
孙世烜
,
李延民
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.03.006
开展了2219MCS叉形环和2219C10S筒段组成的接底接头的搅拌摩擦焊工艺试验,分析了焊接速度、2219MCS叉形环位置对接头组织形貌、显微硬度、力学性能的影响规律.结果表明:2219MCS叉形环的原始粗大组织晶粒导致其无论位于前进侧还是后退侧,均是整个接头的薄弱环节.接头显微硬度呈现出典型的“W”型分布,叉形环一侧的热机影响区的显微硬度最低.在焊接参数相同时,叉形环位于后退侧的力学性能优于其位于前进侧;当焊接速度为180～220 mm/min且叉形环为后退侧时,其接头综合性能最优,抗拉强度可达到330 MPa,低温抗拉强度可达到420 MPa,延伸率超过3.5％,正弯性能均可以达到180°无裂纹,但是2219MCS母材开始出现裂纹,而背弯性能较差,并且背部裂纹沿着2219MCS热机影响区一侧起裂、扩展.
关键词:
2219MCS+2219C10S接底接头
,
搅拌摩擦焊接
,
微观组织
,
力学性能
郝云飞
,
王国庆
,
周庆
,
厉晓笑
,
李劲松
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.06.003
搅拌摩擦焊技术具有焊接缺陷少、焊接变形小、接头性能高等优点,是运载火箭铝合金贮箱制造的发展趋势.本文分析了我国运载火箭贮箱的结构组成和主焊缝结构特点,系统梳理并研究了实现贮箱主焊缝全搅拌摩擦焊接制造所需要的关键技术,包括常规搅拌摩擦焊技术、可回抽搅拌摩擦焊技术、超声相控阵检测技术及补焊技术.研究成果已经逐步实现了在运载火箭贮箱筒段纵缝、箱底主焊缝、贮箱总装环缝上的工程化应用.
关键词:
运载火箭贮箱
,
主焊缝
,
全搅拌摩擦焊接
,
关键工艺
,
应用
郝云飞
,
厉晓笑
,
魏瑞刚
,
马建波
,
王凯
宇航材料工艺
doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.03.011
明确了搅拌摩擦焊技术应用于贮箱锁底环缝需要解决的关键问题.首先对熔焊锁底接头结构进行了搅拌摩擦焊工艺适应性设计,取消了背部焊漏槽和正面焊接坡口.结果表明:当叉形环位于焊缝前进侧,搅拌针长度与短壳板材厚度相当时锁底接头力学性能最优.锁底接头超声相控阵分析结果表明:存在于装配界面与焊核交界处的信号显示可以不当作缺陷信号判读.提出了采用立式帽装方式实现锁底环缝的装配焊接方案,并研制了可以保证锁底环缝装配间隙、错边、环缝平面度、贴合度以及叉形环大端周长的成套工装.实现了搅拌摩擦焊技术在Φ3 350 mm贮箱锁底环缝上的工程化应用,无损检测结果、形位尺寸符合设计要求.
关键词:
搅拌摩擦焊技术
,
锁底环缝
,
关键问题
,
应用
