2024 Vol. (3): 1-14| [摘要](51) | [PDF](48)- 变极性等离子弧焊技术发展及其在航天制造领域应用现状
- 蒋 凡，张成钰，徐 斌，张国凯，闫朝阳，陈树君
- 变极性等离子弧（Variable Polarity Plasma Arc, VPPA）焊是一种高效的铝合金和镁合金焊接方法，其主要优势在于等离子电弧具有高能量密度，可以在焊接时穿透熔池形成小孔，大幅度降低焊接变形和残余应力，提高焊接质量。了解熔池小孔行为、电弧物理特性和控制方法对于优化和提高焊接过程的稳定性至关重要。本文综述了VPPA焊接技术发展的最新情况，对VPPA焊接过程信息的检测研究为深刻认识焊接稳定性机理提供了有力保障，尤其是利用X射线成像系统观测熔融金属流动的研究，对提升VPPA穿孔熔池物理本质的认识做出了重要贡献。此外，针对不同位置VPPA焊接的研究增加了这一焊接工艺的灵活性，由VPPA焊接衍生的多种拓展工艺拓宽了该焊接方法的适用范围。VPPA穿孔焊接技术以其焊接变形小、焊后无缺陷、单面焊接双面一次成形等优势，成为航空航天领域铝合金中厚板材焊接制造的优选工艺。
- 2024 Vol. (3): 15-26
| [摘要](26) | [PDF](34)- 基于AlSi12钎料的Al/K9玻璃钎焊接头组织与性能
- 王美荣，孟冬雪，张明瑞，刘 旭，杨海峰*
- 利用AlSi12钎料实现了Al与K9玻璃的钎焊连接，并通过扫描电子显微镜、EDS能谱仪、万能试验机等分析测试手段，研究了温度（590～620 ℃）对Al/AlSi12/K9接头微观组织及力学性能的影响。结果表明，在610 ℃保温20 min可获得良好的Al/AlSi12/K9接头；温度较低时，钎料熔化与铺展不充分，焊缝中存在裂纹、气孔等缺陷；温度较高时，母材发生烧蚀，接头质量下降；熔融金属钎料溶解Al母材并形成亚共晶液相，随着温度降低有α-Al及初晶Si的析出，在K9玻璃边界处形成冶金结合；最终形成的界面结构为：Al/α-Al+Sip+AlSi共晶/Al2O3+Si/K9。随着温度升高，接头剪切强度先增后减；在610 ℃保温20 min条件下接头平均强度最高，约为6.5 MPa，断裂在玻璃一侧，呈脆性断裂。
- 2024 Vol. (3): 27-33
| [摘要](22) | [PDF](27)- 2219中厚铝合金VPTIG深熔焊接熔池行为与组织性能
- 姜自昊 曾才有 杨清福 张 权 齐铂金 从保强*
- 针对2219-T87铝合金双频复合脉冲变极性TIG（DP-VPTIG）深熔焊接过程，采用高速图像采集和多物理场数值仿真技术对熔池传热传质行为进行研究，解耦了双频脉冲电流和方波变极性电流的作用机制，并探究了DP-VPTIG电弧对接头组织性能的影响。结果表明：双频脉冲能有效激发熔池内小孔，方波变极性电流能保证焊接过程稳定，DP-VPTIG可实现中厚板铝合金的高效高质量深熔焊接。相比常规VPTIG接头，DP-VPTIG接头焊缝组织更加细小，接头抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高了8%、17%和22%。
- 2024 Vol. (3): 34-40,78
| [摘要](44) | [PDF](30)- AuNi钎料钎焊TA15与K4648接头微观组织及性能
- 孙良博，刘春凤，王岩松，李增威，王烁昊，张 杰
- TA15钛合金与K4648高温合金异质连接件可用于航空航天发动机部件，对实现发动机轻量化及提高推重比具有重要意义。采用Au-17.5Ni (wt.%)钎料对TA15钛合金与K4648高温合金异质金属进行钎焊，研究了钎焊接头的界面组织与形成机制，分析了钎焊温度与保温时间对接头组织与性能的影响。结果表明，钎焊接头的典型组织为：TA15/β-Ti+Ti2Ni+Ti3Au/Ti2Ni+Ti3Au/富Ti相/Ti-Cr-Ni三元Laves相/(Cr, Ni)固溶体/K4648。液态钎料中的Au、Ni元素向两侧母材中扩散，同时TA15一侧母材溶解，大量Ti元素与钎缝中的Au、Ni反应，在TA15界面生成β-Ti与Ti3Au、Ti2Ni共析组织；溶解的Ti元素扩散至K4648界面富集并与Cr、Ni反应，生成Laves相反应层；当使用AuNi钎料在1000 ℃保温10 min时，接头拉剪强度最高为72 MPa。
- 2024 Vol. (3): 41-46
| [摘要](19) | [PDF](23)- 2219-T6/2195-T8异质铝合金搅拌摩擦焊接头的纳米压痕表征研究
- 吴迪超，吴柯锐，王非凡*，王文琴，崔 超，王 宁
- 本文采用搅拌摩擦焊对2219-T6和2195-T8进行异质焊接。用纳米压痕建立接头的微观结构与纳米力学性能之间的关系。在搅拌摩擦焊接过程中，SZ的晶粒通过动态再结晶细化，其动态再结晶主要机制为连续动态再结晶和几何动态再结晶；由于材料本身特性，2195的整体显微硬度高于2219，且每个微区显微硬度下降是由于沉淀相的粗化和溶解；蠕变机制主要是位错滑移。晶界、位错和粗沉淀共同作用于材料的抗蠕变性能，并且粗沉淀占主要作用。
- 2024 Vol. (3): 47-53
| [摘要](39) | [PDF](32)- GH3230合金选区激光熔化成形工艺对激光焊开裂的影响研究
- 张泽宇，闫梦喆，罗文睿，席 鑫*，路永新，林丹阳，宋晓国
- 采用选区激光熔化技术（Selective Laser Melting，SLM）制备了GH3230镍基高温合金，研究了工艺参数对GH3230镍基高温合金激光焊接开裂的影响。实验表明，随着扫描间距从0.05 mm增加至0.09 mm的过程中，母材析出的碳化物平均尺寸在增大，母材晶粒尺寸明显减小，晶界角向右偏移，得到的晶界角分布变得更为均匀。在激光焊接后，由于遗传效应的影响，焊缝处的晶粒随着扫描间距的增大也同母材晶粒一起减小，晶界角分布变得更加均匀，提高整体抵抗裂纹能力，焊缝中裂纹总长和最大长度都逐渐降低，裂纹数量逐渐减少。最终得出在扫描间距为0.09 mm时，成形的合金试样在多种焊接工艺条件下抵抗开裂的能力最佳。
- 2024 Vol. (3): 54-59
| [摘要](51) | [PDF](38)- 超声辐射能量对TC4钛合金TIG焊接头显微组织及
力学性能的影响
- 高义皓，任柏桥，毕峰华，陈运好，隋昕晨，陈 超
- 焊接接头晶粒粗大以及较浅的焊缝熔深一直是困扰钛合金TIG焊的难题，为解决这一难题，本实验通过控制超声辐射能量，探究了超声同轴辅助TIG(U-TIG) 方法对TC4钛合金焊缝的成形、显微组织和力学性能的影响。结果表明，施加超声后，焊接接头的性能得到了显著改善。U-TIG焊缝的熔深最高可达1.34 mm，相比TIG提升了112.7%。此外，焊缝的显微硬度和强度最高可达553 HV和1244.72 MPa，相比TIG分别提升了44.7%和17%。在常规TIG焊中，焊缝晶粒主要为粗大的柱状晶，当超声功率达到1200 W时，焊缝晶粒由柱状晶转变为细小的等轴晶。超声波的压缩效应使电弧的能量集中，从而提高了焊缝的熔深，超声空化和声流效应在细化焊缝晶粒方面发挥了重要作用，从而提高了焊缝强度。
- 2024 Vol. (3): 60-64
| [摘要](22) | [PDF](30)- 搅拌摩擦加工高强Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织性能研究
- 刘 莉 董春林 徐望辉 刘锐哲
- 本文通过Sc、Zr微合金化的方法制备了高强Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金，并结合搅拌摩擦加工（FSP）改性获得了超细晶粒。采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射（EBSD）和显微硬度等测试方法，对比分析了FSP对Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr微观组织和力学性能的影响。研究了Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金在温度为300～450 ℃，应变速率为10-3～10-1 s-1范围内的超塑性变形行为，结合微观组织观察，分析微合金化和搅拌摩擦加工对Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织性能的影响。高稳定Al3(Sc, Zr)相的形成和超细晶粒组织使Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金具有高的强度和良好塑性。本文研究结果可为超塑性高强Al-Zn-Mg-Cu系合金的开发奠定基础。
- 2024 Vol. (3): 65-70
| [摘要](24) | [PDF](32)- 固溶工艺对Haynes230合金组织与性能的影响
- 唐正焮 高 帅 何西扣
- 航天结构材料Haynes230合金组织和性能的改善主要依赖固溶热处理工艺，本文采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸、冲击、硬度测试等手段，研究了不同固溶工艺参数对Haynes230合金组织特征和力学性能的影响规律。结果表明：合金的组织性能受固溶温度的影响比固溶时间的影响更为显著。结合综合评分法可得，Haynes230合金在固溶温度1215 ℃、固溶时间15～60 min并水冷处理后，可获得良好的组织分布和性能匹配，对优化固溶工艺和指导工业实践具有重要意义。
- 2024 Vol. (3): 71-78
| [摘要](19) | [PDF](26)
杂志概况
- 主管单位：
中国航天科技集团公司
- 主办单位：
首都航天机械有限公司
- 主 编：赵衍华
- 通讯地址：
北京34信箱39分箱
- 邮 编：
100076
- 电 话：
010-68750167
- 发行范围：公开
- 定 价：
20.00元
- 国内统一刊号：CN11-4763/TV
- 国际刊号：ISSN 1674-5108
- 地 址：
北京丰台区警备东路2号
- 邮 箱：
htzzjs@163.com
分享按钮
|