激光焊接头技术的应用帮助延长飞机使用寿命

2019-04-03 11:45:15 金晓


目前,中国已提出迫切需要延长在役和正在研究的飞机的使用寿命。飞机结构的使用寿命不仅与详细设计,机身材料和飞行载荷有关,而且与零件的制造质量和所采用的技术密切相关。这些技术包括焊接头焊接技术,装配技术和加固技术。

机身结构是通过各种形式的连接的力传递和承载整体。在分布在结构单元上的数万个连接点之间传递“力”期间,对结构体的重复动作引起疲劳损坏,这又影响飞机结构的使用寿命。连接结构的使用寿命是机身结构使用寿命的主要决定因素之一。焊接头焊接技术的应用研究的主要目的是确保结构的可靠连接,而不会在飞机的预定使用寿命期间发生故障或故障。

激光焊接头是用高功率密度激光束照射材料表面,材料表面吸收光能并将其转换成热能,使焊接部分的温度升高并熔化成液态,从而两种材料的连接在随后的冷却和凝固过程中实现。它是一种高速,高效,高精度的高能量密度的激光焊接头焊接方法。焊接头的质量与电子束焊接的质量相当,但不需要真空环境,也不会产生X射线。特别适用于新型耐高温航空结构材料的焊接组合。

影响激光焊接头的主要技术参数包括:激光类型和功率,光斑直径,焊接速度,激光入射,焊丝形状和尺寸,保护气体特性等。目前,国产激光焊接头焊接钛合金板材的成熟度有了很大提高。经过改进,双梁激光焊接头焊接钛合金板结构的成熟度也得到了很大提高。


焊接头ND40


主动磁通氩弧焊是通过在焊接位置涂覆活性物质来压缩焊接头焊接电弧,改善熔池流动,减少热影响区,提高焊接质量。表面超声冲击强化是利用超声波冲击波的能量冲击金属零件表面,在零件表面产生压应力层,改善零件表面状态。

超声冲击强化技术目前正处于我国的应用研究阶段。 “十一五”期间,采用该技术强化钛合金焊接,并进行了实验研究和分析。焊接头焊接后的超声冲击处理(UIT)可有效改变焊缝表面的应力分布,并将拉应力转换为压应力。设计了一种辅助工具,通过激光焊接头焊接和活性焊剂氩弧焊加强波纹腹板梁结构的焊接,获得了一定的效果和工程应用经验。



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