目錄
第一篇 基于飛行器結(jié)構(gòu)整體化制造的精密焊接方法
第1章 激光焊接技術(shù) 1
1.1 激光與材料的相互作用 1
1.1.1 材料對激光的吸收與被加熱 2
1.1.2 激光作用下材料的熔化 4
1.1.3 激光作用下材料的氣化 5
1.1.4 激光誘導(dǎo)等離子體及其效應(yīng) 6
1.2 激光焊接工藝 6
1.2.1 激光焊接的原理及分類 6
1.2.2 激光焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用 8
1.2.3 激光焊接的影響因素 9
1.3 先進(jìn)激光焊接技術(shù) 15
1.3.1 激光填絲焊接技術(shù) 15
1.3.2 激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù) 17
1.3.3 激光釬焊 19
1.3.4 雙激光束雙側(cè)同步焊接技術(shù) 21
1.3.5 窄間隙激光焊接 22
1.3.6 激光遠(yuǎn)程焊接 24
1.4 激光焊接系統(tǒng) 25
1.4.1 激光器 25
1.4.2 光束傳輸與聚焦系統(tǒng) 27
1.4.3 運(yùn)動軌跡控制與操作系統(tǒng) 27
復(fù)習(xí)思考題 27
第2章 電子束焊接技術(shù) 29
2.1 電子束的產(chǎn)生及特點(diǎn) 29
2.1.1 電子束的產(chǎn)生 29
2.1.2 電子束的特點(diǎn) 32
2.2 電子束穿透金屬的行為 34
2.3 電子束焊接的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用 36
2.3.1 電子束焊接的特點(diǎn) 36
2.3.2 電子束焊接的分類及應(yīng)用 37
2.4 電子束焊接的工藝 38
2.5 不同材料的電子束焊接 42
2.5.1 常規(guī)金屬材料的電子束焊接 42
2.5.2 異種材料的電子束焊接 46
復(fù)習(xí)思考題 47
第3章 攪拌摩擦焊技術(shù) 48
3.1 攪拌摩擦焊原理 48
3.2 攪拌摩擦焊特點(diǎn) 50
3.3 攪拌摩擦焊接頭形式和裝配精度 51
3.4 攪拌摩擦焊設(shè)備部件 52
3.5 攪拌摩擦焊的缺陷 54
3.5.1 表面缺陷 54
3.5.2 內(nèi)部缺陷 56
3.6 影響焊接接頭性能的工藝參數(shù) 60
3.6.1 焊接速度 60
3.6.2 焊接壓力 60
3.6.3 焊接線能量 61
3.6.4 焊接扭矩和焊接能量 61
3.7 攪拌摩擦點(diǎn)焊 62
3.7.1 攪拌摩擦點(diǎn)焊基本原理 62
3.7.2 攪拌摩擦點(diǎn)焊的特點(diǎn) 64
3.8 摩擦塞補(bǔ)焊 65
復(fù)習(xí)思考題 66
第4章 釬焊及擴(kuò)散連接技術(shù) 68
4.1 釬焊 68
4.1.1 釬焊接頭的形成 68
4.1.2 釬焊方法 71
4.1.3 釬料 77
4.1.4 釬劑 78
4.1.5 釬焊接頭設(shè)計(jì)及釬焊工藝 79
4.2 擴(kuò)散連接 82
4.2.1 擴(kuò)散連接的分類 82
4.2.2 擴(kuò)散連接的特點(diǎn) 83
4.2.3 擴(kuò)散連接原理及過程 85
4.2.4 擴(kuò)散連接機(jī)制 87
4.2.5 擴(kuò)散連接工藝 90
復(fù)習(xí)思考題 93
第二篇 飛行器輕量化精密焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基本理論
第5章 飛行器結(jié)構(gòu)件的焊接接頭形式 94
5.1 焊接接頭的基本特性 94
5.1.1 焊接接頭的基本概念 94
5.1.2 焊接接頭的接頭形式 95
5.2 焊接接頭的非均質(zhì)特性 97
5.2.1 焊縫金屬的力學(xué)性能 97
5.2.2 低強(qiáng)度焊縫金屬接頭的力學(xué)性能 98
5.3 薄壁結(jié)構(gòu)的焊接接頭工作應(yīng)力的分布與承載能力 99
5.3.1 焊縫性質(zhì)與應(yīng)力集中的概念 99
5.3.2 熔化焊焊接接頭的工作應(yīng)力分布 100
5.4 靜載荷條件下輕合金焊縫強(qiáng)度的設(shè)計(jì) 103
5.4.1 靜載強(qiáng)度計(jì)算的使用范圍與設(shè)計(jì)特點(diǎn) 103
5.4.2 強(qiáng)度計(jì)算的基本公式 103
5.4.3 熔化焊焊接接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算 104
復(fù)習(xí)思考題 106
第6章 輕合金焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力與變形 107
6.1 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生 107
6.1.1 內(nèi)應(yīng)力及其產(chǎn)生的原因 107
6.1.2 焊接內(nèi)應(yīng)力的種類和產(chǎn)生 108
6.2 焊接應(yīng)力與變形的形成過程 110
6.3 焊接殘余應(yīng)力 112
6.3.1 焊接殘余應(yīng)力的分布 112
6.3.2 焊接殘余應(yīng)力對焊接結(jié)構(gòu)性能的影響 115
6.4 焊接殘余變形 120
6.4.1 縱向收縮變形 121
6.4.2 橫向收縮變形 122
6.5 焊接殘余應(yīng)力與變形的測量和調(diào)控 124
6.5.1 焊接過程中應(yīng)變、位移及焊接變形的測量 124
6.5.2 焊接殘余應(yīng)力的測量 124
6.5.3 焊接殘余應(yīng)力與變形的調(diào)整與控制 126
復(fù)習(xí)思考題 128
第7章 輕合金焊接結(jié)構(gòu)的焊接缺陷及評價(jià)方法 129
7.1 常見焊接缺陷的類型及危害 129
7.1.1 焊接裂紋 130
7.1.2 焊接孔穴 133
7.1.3 固體夾雜 135
7.1.4 未熔合及未焊透 136
7.2 焊接缺陷的檢測與評價(jià)方法 136
7.2.1 射線探傷 137
7.2.2 超聲波探傷 138
7.3 焊接質(zhì)量控制與檢驗(yàn) 141
7.3.1 焊接前質(zhì)量控制 141
7.3.2 焊接過程質(zhì)量控制 143
7.3.3 焊后質(zhì)量控制的檢驗(yàn) 145
復(fù)習(xí)思考題 145
第8章 輕合金焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度 146
8.1 材料及結(jié)構(gòu)疲勞失效的特征 147
8.2 疲勞試驗(yàn)及疲勞圖 149
8.3 焊接接頭的疲勞強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 150
8.4 影響焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的因素 152
8.5 焊接結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計(jì)及提高疲勞強(qiáng)度的措施 152
8.5.1 提高疲勞強(qiáng)度的措施 152
8.5.2 提高焊接接頭及結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的后處理方法 154
8.6 疲勞裂紋擴(kuò)展的定量描述及壽命計(jì)算 154
8.6.1 疲勞裂紋的形成 154
8.6.2 裂紋擴(kuò)展率 155
8.6.3 疲勞循環(huán)特性R對da/dN與ΔK的關(guān)系的影響 156
8.6.4 焊接接頭的應(yīng)變疲勞 157
復(fù)習(xí)思考題 159
第三篇 飛行器結(jié)構(gòu)件精密焊接的案例分析
第9章 客機(jī)機(jī)身壁板及火箭貯箱鋁合金激光焊接應(yīng)用 160
9.1 大型客機(jī)機(jī)身壁板制造工藝應(yīng)用現(xiàn)狀 160
9.1.1 大型客機(jī)機(jī)身壁板制造背景 160
9.1.2 高性能鋁合金在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的使用 161
9.1.3 機(jī)身壁板連接工藝的變革 162
9.2 機(jī)身壁板T形接頭DLBSW特征 164
9.2.1 機(jī)身壁板T形接頭DLBSW焊縫質(zhì)量要求 164
9.2.2 機(jī)身壁板T形接頭DLBSW工藝特征 165
9.2.3 機(jī)身壁板T形接頭DLBSW力學(xué)性能 166
9.3 機(jī)身壁板T形接頭DLBSW有限元求解與應(yīng)力控制 168
9.3.1 蒙皮桁條模擬段求解模型及網(wǎng)格模型 169
9.3.2 焊接順序?qū)δ�擬段殘余應(yīng)力和變形的影響 170
9.3.3 焊接方向?qū)δ�擬段變形的影響 170
第10章 航空發(fā)動機(jī)典型零件電子束焊接應(yīng)用 173
10.1 TC4鈦合金壓氣機(jī)靜子組件電子束焊接工藝研究 174
10.1.1 電子束焊接試驗(yàn) 174
10.1.2 靜子組件電子束焊接模擬 175
10.1.3 靜子組件電子束焊接工藝設(shè)計(jì)與變形控制 177
10.2 異種材料真空電子束焊接技術(shù)研究 178
10.2.1 高壓渦輪靜止密封圈焊接工藝研究 178
10.2.2 軸類零件焊接接頭微觀組織與力學(xué)性能 180
10.2.3 Ti2AlNb合金與TC4合金異種金屬電子束焊接 182
10.3 TC4鈦合金輻板機(jī)匣裂紋修復(fù)工藝研究 186
10.3.1 電子束換段修復(fù)工藝 186
10.3.2 基體裂紋補(bǔ)片修復(fù)工藝 187
第11章 火箭推進(jìn)劑貯箱攪拌摩擦焊技術(shù)的應(yīng)用 189
11.1 攪拌摩擦焊貯箱特點(diǎn)及要求 189
11.1.1 攪拌摩擦焊貯箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 189
11.1.2 焊縫分類 189
11.1.3 結(jié)構(gòu)焊縫承載分析和幾何完整性要求 190
11.2 國外貯箱結(jié)構(gòu)攪拌摩擦焊應(yīng)用 191
11.3 國內(nèi)貯箱結(jié)構(gòu)攪拌摩擦焊應(yīng)用 194
第12章 航空航天輕合金釬焊應(yīng)用實(shí)例 198
12.1 鋁及鋁合金的釬焊應(yīng)用 198
12.2 鈦合金結(jié)構(gòu)的釬焊 200
12.3 導(dǎo)管接頭的安裝式感應(yīng)焊接 202
12.4 航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片的釬焊 203
12.5 鋁合金雷達(dá)平板縫陣天線的釬焊 205
12.6 鋁合金航空燃油-液體熱交換器的釬焊 206
參考文獻(xiàn) 208