机身壁板LBW结构DFR值试验测定及理论计算

飞机机身壁板是疲劳的关键位置,空客公司首先在飞机机身壁板采用激光焊接(LBW)结构代替传统铆接结构.为评价该激光焊接结构的疲劳性能,结合试验测定和统计学理论计算两种方法,对两组新型铝锂合金2060-T3激光焊接焊后热处理(PWHT,即焊后固溶+时效热处理和焊后时效热处理)结构进行疲劳试验、断口分析及细节疲劳额定强度(DFR值)分析,分别计算了试验测定DFR值和理论DFR值.分析结果表明,试验测定焊后固溶+时效热处理激光焊接结构的DFR值为118.0 MPa,焊后时效热处理的DFR值为113. 7 MPa,理论DFR值分别为115. 8 MPa (误差为1. 86%)和112. 2 MPa (误差为1.32%);两组结构均在焊趾处产生裂纹源,裂纹沿板材厚度方向进行扩展,裂纹扩展区均表现为脆性解理河流花样,不同的是前者瞬断区为微孔聚集型断裂,断口存在大量微小韧窝,后者瞬断区为沿晶断裂,断口存在大量晶粒;采用统计学理论计算,可以较好地还原威布尔分布的形状参数,验证了统计学理论分析方法的工程适用性,为机身壁板LBW结构的DFR值测定提供了参考依据.

T型接头双侧激光同步焊接缺陷补焊工艺及性能

针对国产大型客机6056/6156铝合金机身壁板T型接头双侧激光同步焊接的表面成形缺陷,从焊缝成形、微观组织、接头性能等方面对焊接缺陷的补焊工艺进行系统研究。结果表明:采用双侧填丝补焊方法能够有效消除焊缝原始缺陷获得成形良好的接头;补焊焊缝中心的等轴晶粒明显细化,热影响区弥散分布的第二相粒子有所减少,接头软化现象更为明显;补焊接头平均横向和轴向拉伸强度分别为323.9MPa和183.5MPa,为原始接头的95.8%和89.8%;轴向拉伸断口表现为脆性与韧性混合断裂,横向拉伸断口呈现脆性断裂特征。

光纤激光焊接机身壁板T型结构焊缝成形控制

采用双侧光纤激光同步焊接2060／2099铝锂合金机身壁板T型结构（蒙皮和桁条），对成形控制和横向（LT）拉伸性能进行研究及简要分析。研究结果表明：光束入射角度在可调范围内尽量小，以实现蒙皮与桁条形成良好的熔合；当光束入射位置偏移桁条0．1mm时，焊缝轮廓角度在45°～50°之间，T型接头横向拉伸强度达到最大；严格控制光束间距实现双侧熔池相互贯通以保证双侧焊缝组织的均匀性和提高接头力学性能；匹配送丝速度和焊接速度合理的比值，以实现焊缝表面平滑过渡。对于焊缝熔合充分且组织均匀的焊接接头，焊缝熔深是制约横向拉伸强度的关键因素，熔深控制在1mm以内，接头横向拉伸强度平均为蒙皮母材强度的80．1％，最大可达蒙皮母材强度的82．1％。