目錄
第一篇 基于飛行器結構整體化制造的精密焊接方法
第1章 激光焊接技術 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 激光誘導等離子體及其效應 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 激光焊接的特點及應用 8
1.2.3 激光焊接的影響因素 9
1.3 先進激光焊接技術 15
1.3.1 激光填絲焊接技術 15
1.3.2 激光-電弧復合焊接技術 17
1.3.3 激光釬焊 19
1.3.4 雙激光束雙側同步焊接技術 21
1.3.5 窄間隙激光焊接 22
1.3.6 激光遠程焊接 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 運動軌跡控制與操作系統(tǒng) 27
復習思考題 27
第2章 電子束焊接技術 29
2.1 電子束的產生及特點 29
2.1.1 電子束的產生 29
2.1.2 電子束的特點 32
2.2 電子束穿透金屬的行為 34
2.3 電子束焊接的特點、分類及應用 36
2.3.1 電子束焊接的特點 36
2.3.2 電子束焊接的分類及應用 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
復習思考題 47
第3章 攪拌摩擦焊技術 48
3.1 攪拌摩擦焊原理 48
3.2 攪拌摩擦焊特點 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 攪拌摩擦點焊 62
3.7.1 攪拌摩擦點焊基本原理 62
3.7.2 攪拌摩擦點焊的特點 64
3.8 摩擦塞補焊 65
復習思考題 66
第4章 釬焊及擴散連接技術 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 釬焊接頭設計及釬焊工藝 79
4.2 擴散連接 82
4.2.1 擴散連接的分類 82
4.2.2 擴散連接的特點 83
4.2.3 擴散連接原理及過程 85
4.2.4 擴散連接機制 87
4.2.5 擴散連接工藝 90
復習思考題 93
第二篇 飛行器輕量化精密焊接結構強度的基本理論
第5章 飛行器結構件的焊接接頭形式 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 焊接接頭的非均質特性 97
5.2.1 焊縫金屬的力學性能 97
5.2.2 低強度焊縫金屬接頭的力學性能 98
5.3 薄壁結構的焊接接頭工作應力的分布與承載能力 99
5.3.1 焊縫性質與應力集中的概念 99
5.3.2 熔化焊焊接接頭的工作應力分布 100
5.4 靜載荷條件下輕合金焊縫強度的設計 103
5.4.1 靜載強度計算的使用范圍與設計特點 103
5.4.2 強度計算的基本公式 103
5.4.3 熔化焊焊接接頭的靜載強度計算 104
復習思考題 106
第6章 輕合金焊接結構中的應力與變形 107
6.1 內應力的產生 107
6.1.1 內應力及其產生的原因 107
6.1.2 焊接內應力的種類和產生 108
6.2 焊接應力與變形的形成過程 110
6.3 焊接殘余應力 112
6.3.1 焊接殘余應力的分布 112
6.3.2 焊接殘余應力對焊接結構性能的影響 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 焊接殘余應力與變形的測量和調控 124
6.5.1 焊接過程中應變、位移及焊接變形的測量 124
6.5.2 焊接殘余應力的測量 124
6.5.3 焊接殘余應力與變形的調整與控制 126
復習思考題 128
第7章 輕合金焊接結構的焊接缺陷及評價方法 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 焊接質量控制與檢驗 141
7.3.1 焊接前質量控制 141
7.3.2 焊接過程質量控制 143
7.3.3 焊后質量控制的檢驗 145
復習思考題 145
第8章 輕合金焊接結構的疲勞強度 146
8.1 材料及結構疲勞失效的特征 147
8.2 疲勞試驗及疲勞圖 149
8.3 焊接接頭的疲勞強度計算標準 150
8.4 影響焊接結構疲勞強度的因素 152
8.5 焊接結構疲勞設計及提高疲勞強度的措施 152
8.5.1 提高疲勞強度的措施 152
8.5.2 提高焊接接頭及結構疲勞強度的后處理方法 154
8.6 疲勞裂紋擴展的定量描述及壽命計算 154
8.6.1 疲勞裂紋的形成 154
8.6.2 裂紋擴展率 155
8.6.3 疲勞循環(huán)特性R對da/dN與ΔK的關系的影響 156
8.6.4 焊接接頭的應變疲勞 157
復習思考題 159
第三篇 飛行器結構件精密焊接的案例分析
第9章 客機機身壁板及火箭貯箱鋁合金激光焊接應用 160
9.1 大型客機機身壁板制造工藝應用現(xiàn)狀 160
9.1.1 大型客機機身壁板制造背景 160
9.1.2 高性能鋁合金在飛機結構中的使用 161
9.1.3 機身壁板連接工藝的變革 162
9.2 機身壁板T形接頭DLBSW特征 164
9.2.1 機身壁板T形接頭DLBSW焊縫質量要求 164
9.2.2 機身壁板T形接頭DLBSW工藝特征 165
9.2.3 機身壁板T形接頭DLBSW力學性能 166
9.3 機身壁板T形接頭DLBSW有限元求解與應力控制 168
9.3.1 蒙皮桁條模擬段求解模型及網格模型 169
9.3.2 焊接順序對模擬段殘余應力和變形的影響 170
9.3.3 焊接方向對模擬段變形的影響 170
第10章 航空發(fā)動機典型零件電子束焊接應用 173
10.1 TC4鈦合金壓氣機靜子組件電子束焊接工藝研究 174
10.1.1 電子束焊接試驗 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計與變形控制 177
10.2 異種材料真空電子束焊接技術研究 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鈦合金輻板機匣裂紋修復工藝研究 186
10.3.1 電子束換段修復工藝 186
10.3.2 基體裂紋補片修復工藝 187
第11章 火箭推進劑貯箱攪拌摩擦焊技術的應用 189
11.1 攪拌摩擦焊貯箱特點及要求 189
11.1.1 攪拌摩擦焊貯箱結構特點 189
11.1.2 焊縫分類 189
11.1.3 結構焊縫承載分析和幾何完整性要求 190
11.2 國外貯箱結構攪拌摩擦焊應用 191
11.3 國內貯箱結構攪拌摩擦焊應用 194
第12章 航空航天輕合金釬焊應用實例 198
12.1 鋁及鋁合金的釬焊應用 198
12.2 鈦合金結構的釬焊 200
12.3 導管接頭的安裝式感應焊接 202
12.4 航空發(fā)動機渦輪葉片的釬焊 203
12.5 鋁合金雷達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 208