LF6铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺研究

试验研究了LF6铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺,优化了工艺参数,分析了焊缝表面成形及焊接接头组织、力学性能。结果表明:LF6铝合金具有良好的搅拌摩擦焊性能,焊缝区发生动态再结晶,焊缝晶粒被细化,优化工艺参数可使焊接接头强度达到或高于母材。

热循环对LF6铝合金焊接接头断裂机理的影响

通过模拟空间热循环试验,研究了热循环因素对LF6铝合金焊接接头断裂机理的影响。结果表明,一定时间的热循环会造成LF6铝合金焊接接头断裂机理的改变,由未经热循环时的纯剪切型断裂,逐渐过渡成微孔聚集型断裂。这是由于焊接热影响区中的聚集、析出第二相粒子的热膨胀系数与铝合金母材相差很大,热循环造成了基体与第二相之间的脱离,导致接头性能劣化和断裂机理的改变。

LF6铝合金微弧氧化研究

研究LF6铝合金在不同电解质溶液中微弧氧化陶瓷层的形貌及性能,分析微弧氧化陶瓷层性能与溶液浓度和处理时间的关系.实验结果表明LF6铝合金经微弧氧化处理后,在表面生成一层陶瓷层,陶瓷层由致密层和疏松层组成;陶瓷层的厚度随着时间和溶液浓度的增加而增加,陶瓷层厚度最大达到41.4μm;随着时间和溶液浓度的增加,陶瓷层的绝缘电阻增加,绝缘电阻最大可达到3 MΩ;处理时间越长,溶液浓度越大,表面形貌越粗糙,表面粗糙度最大达到5.2μm.

空间环境对LF6铝合金焊接接头性能的影响

采用真空热循环试验装置 ,模拟近地轨道空间环境 ,研究了LF6铝合金焊接接头拉伸性能和微观组织 ,分析讨论了真空热循环对焊接接头的影响规律。结果表明 :焊接接头强度和塑性变化呈现峰值规律 ,在循环 75次左右 ,达到最大值 ;

LF6铝合金搅拌摩擦焊焊缝中S曲线对接头拉伸性能的影响

在铝合金搅拌摩擦焊中,当焊接规范参数选取不当时,焊缝中会出现一种S形曲线。采用圆柱右螺纹搅拌头,对铣去对接面氧化膜和不铣去对接面氧化膜的试样分别进行搅拌摩擦焊试验,研究焊缝中S线对接头性能的影响。结果表明:焊缝中的S线对接头的拉伸性能有影响。含有S线的试样沿焊缝上的S线断裂,断面呈"S"状;焊缝中无S线的试样在焊核中断裂,断面呈45°。焊缝中的S线使接头的强度下降。

小直径LF6铝合金管数控弯曲回弹规律

航空用小直径铝合金管在数控弯曲卸载后会产生比较明显的回弹现象,影响零件的几何和形状精度。基于有限元软件AUTOFORM,建立了LF6铝合金管数控弯曲弹塑性有限元模型。利用该模型,研究了弯曲角度与卸载后回弹角度之间的关系,并通过正交实验分析了工艺参数对小直径LF6铝合金管数控弯曲回弹的影响规律。结果表明,回弹角随着弯曲角度的增大而线性增大;回弹角随芯棒伸出量的增大而减小,随芯棒与管材间隙和管材与压块间摩擦系数的增大而增大,压块相对助推速度小于1时,回弹角增大。

多次TIG补焊对LF6铝合金焊接接头组织的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射分析测试手段,研究了LF6防锈铝合金经过不同补焊处理后的组织形貌特征与变化规律。研究结果表明:随着补焊次数的增多,焊接接头的熔合区、焊缝区和热影响区的晶粒均有不同程度的长大,且均存在第二相的偏聚现象。近缝热影响区晶粒由扁平状转变为等轴或半等轴状,且尺寸逐渐变大。拉伸断口表现为韧性断裂特征。

LF6铝合金细长轴对称车削加工参数优化

为解决LF6铝合金细长轴车削加工弯曲变形大和表面质量差问题,提出基于专用车夹的对称车削加工工艺。基于力学模型分析和切削模型分析,锁定加工参数是影响细长轴加工质量的核心因素,基于中心复合法设计试验方案,分别利用极值法和响应面法探究加工参数对最大弯曲变形量和表面粗糙度的影响规律,基于JMP软件的等高线刻画器模块对加工参数进行多目标优化计算,并将优化结果通过实际加工对比验证,结果表明:采用对称车削工艺从原理上可实现低成本、大刚度、高效率细长轴加工,基于响应面法优化的对称车削加工参数可实现弯曲变形和表面质量的精准控制。

LF6铝合金散热器振动钎焊润湿界面微观组织特征

研究了LF6铝合金散热器模拟件非真空条件下的振动钎焊,重点考查了振动作用对钎料润湿性的影响和钎缝结合界面的微观组织特征。结果表明,采用2s的超声波振动可有效去除钎料/母材界面的氧化膜,实现二者良好的润湿结合。盖板涂覆钎料时钎料中残留的缩孔、氧化膜夹杂是引起钎缝缺陷的主要原因。振动钎焊可成功实现翅片与盖板的组合焊接,钎缝成形良好,为铝合金板式散热器的焊接提供了一条新途径。

工业LF6铝合金的固相结合/超塑成形研究

对工业LF6铝合金进行固相结合/超塑成形组合工艺的探索性试验获得成功。研究表明,由东北轻合金加工厂供应的热轧板经温轧复合的板材具有一定的超塑性,可进行超塑成形。轧制连接时,变形量越大,结合强度越大。轧制复合后,扩散退火温度对结合强度有显著影响。由于复合板最佳扩散退火温度(480℃)与最佳超塑变形温度(480—510℃)吻合,因此轧制复合板的扩散退火和超塑成形可同时进行。

大尺寸薄壁LF6铝合金筒体旋压成形技术

目的研究大尺寸薄壁LF6铝合金流动旋压成形工艺的可行性。方法采用锻件毛坯反向流动旋压技术,通过设计高精度的旋压模具,将模具与旋压机床采用法兰结构形式固定,模具与产品采用固定卡槽形式固定。旋压过程分三道次进行,以控制每道次减薄率,同时每道次采用不同的进给速度和旋压转速;三道次减薄率分别采用24.3%,32.2%,28.6%,进给速度分别采用1.4,1.2,1 mm/r,旋压转速分别采用200,200,100 r/min。结果实现了锻件壁厚由8.2 mm分别减薄到6.2,4.2,3 mm,锻件长度由650 mm增长到840,1250,1800 mm,同时旋压产品的圆度达到了0.2 mm,整个长度方向壁厚公差为±0.07 mm,母线方向直线度为0.2 mm。结论采用流动旋压技术实现了大尺寸薄壁LF6铝合金筒体的加工,解决了大尺寸薄壁LF6铝合金筒体成形的技术难题,同时生产的产品已在型号上得到了应用。

ZL101A和LF6异种铝合金的脉冲交流TIG焊工艺

ZL101A与LF6异种铝合金悬空对接焊时,往往存在熔合不良、成形差、气孔等问题,采用铝镁焊丝ER5356和脉冲交流TIG焊接方法对其进行焊接工艺研究。焊接前对母材进行化学清洗和时效处理,在适当的焊接参数下,采用背面氩气保护和背面开坡口的措施可以有效地解决背面成形差和气孔问题,获得良好的焊缝成形;焊缝和接头的拉伸强度分别达到了ZL101A母材的77%和71%,满足性能要求;焊缝区为细小的胞状枝晶,主要成分为铝,几乎不含有Si元素,且Mg元素少量富集于晶界。最后实现了优质的ZL101A与LF6异种铝合金筒体的焊接。

LF6铝合金纵缝焊接工艺研究

针对采用LF6-R65mm铝合金板纵缝焊接过程，采用脉冲MIG焊接方法，通过对焊前准备、焊接方法、焊接材料、焊接规范等方面进行的试验和分析，确定了LF6-R铝合金板纵缝焊接工艺规范。结果表明，合理的焊接工艺规范可以有效控制焊缝的成形和焊接气孔的产生。

退火温度对LF6M铝合金组织及其阳极氧化膜微观结构的影响

将220℃退火的LF6M铝合金试样在320℃重新进行热处理,观察了220℃退火试样和320℃退火试样的金相组织和晶界显微结构,对比研究了2种退火状态的LF6M铝合金在硫酸溶液中的阳极极化行为,并观察了2种基材上硫酸阳极氧化膜的微观结构。结果表明:220℃退火试样中的β相沿晶界集中分布,在320℃重新热处理后,β相在晶界及晶内均匀分布,晶界腐蚀敏感性减弱;β相粒子在阳极氧化过程中优先溶解,会造成氧化膜中的微小孔洞缺陷,因此220℃退火试样阳极氧化时,氧化膜中因孔洞缺陷的集中形成了更大的局部缺陷,防护性能下降,而320℃重新热处理可以改善这一状况。

热处理对LF6合金晶间腐蚀性能的影响

LF6合金挤压型材进行(80~440)℃×4 h的稳定化处理后,根据标准ASTM G67中硝酸质量损失法对其晶间腐蚀性能进行对比分析。结果发现LF6合金的晶间腐蚀敏感性在80℃后随温度提高而提高;在240℃时,合金晶间腐蚀敏感性达到最高;温度提高至380℃时,晶间腐蚀敏感性达到较低水平。通过扫描电镜对比分析,发现不同热处理制度下LF6中的β相在晶界析出形式不同,即当热处理温度为240℃时,大量β相在晶界处连续分布;当温度升高至380℃后,β相的分布相对均匀但不连续。

热处理对TC11/LF6异种金属摩擦焊质量的影响

对TC11/LF6钛铝异种金属进行了连续驱动摩擦焊接工艺及其焊后热处理工艺的研究,观察了热处理前后焊接接头焊合区微观组织并测定了试样力学性能。研究结果表明:未经热处理的焊接接头晶粒较为粗大,有明显的晶间化合物产生,接头显微硬度较高;经280℃退火1h后,焊接接头晶粒均匀细化,焊接界面产生较薄的不连续扩散层;热处理后接头晶粒明显细化,抗弯强度提高10.7%,显微硬度下降38%。通过组织和力学性能综合分析,得到最优化的TC11/LF6连续驱动摩擦焊接工艺参数。

表面氧化物对铝合金接头拉伸性能的影响

铝合金焊接过程中,氧化物对接头性能的影响一直有很大的影响。本课题铣去对接面的氧化膜和不铣去对接面的氧化膜的铝合金分别进行焊接试验,研究焊缝中氧化物对接头性能的影响。结果表明:焊缝中的氧化物对接头的拉伸性能有影响,焊缝中的氧化物使接头的强度下降。

基于双刀对称车削工艺的杆件加工变形量控制研究

为解决LF6铝合金杆件车削变形量大的问题,提出双刀对称车削工艺,并对杆件进行受力分析,锁定加工参数和加工刀具几何形状作为控制杆件变形的突破口。基于空间填充法对8个变量进行试验设计,通过对试验结果进行机理分析和极差分析,确定切削速度、进给量和刀具前角是控制杆件变形的主要因素,利用单因素试验法得出最优刀具前角为26°。基于中心复合法对切削速度和进给量进行试验设计,通过响应面法建模和哈里斯鹰群算法优化计算,得出最优切削速度为104m/min,最优进给量为0.28mm/r,并对优化结果进行实际加工验证。结果表明:采用双刀对称车削工艺并选取最优参数可有效实现杆件变形量的精准控制,满足实际工程要求。