航天运载器铝合金贮箱搅拌摩擦焊接技术研究

摘要

新一代航天运载器贮箱材料采用2219铝合金，贮箱既承受内压又承受轴压载荷，且为低温贮箱，是运载火箭的关键重要部件，对焊接质量提出了非常高的要求，采用传统的熔焊工艺，焊接缺陷较多尤其是气孔缺陷较多，不利于提高焊接质量。
　　本文主要对2219铝合金航天器贮箱筒段纵缝搅拌摩擦焊工艺及性能进行研究，研究内容包括工艺参数对接头性能的影响、不同厚度接头力学性能和硬度分析、接头的微观组织及缺陷，搅拌头偏移距离、板厚差、对接间隙、焊接次数等因素对接头性能的影响及控制措施。
　　研究结果表明，随着旋转速度的提高，其接头力学性能不断提高，达到某个值以后接头力学性能达到最高值并开始降低，不同的焊接速度下其性能变化情况也不相同；焊核区材料的抗拉强度、屈服强度均低于其余部位的抗拉强度、屈服强度；纵向焊缝以及横向接头的抗拉强度相等，屈服强度也无显著差异。接头等轴晶晶粒尺寸从焊核区上方的到下方逐渐变小，前进侧和后退侧的热影响区并无太大差异；与一次焊接接头相比，重复焊接接头微观组织尤其是焊核区面积较大；焊接次数对接头力学性能影响不大，可以在缺陷处填充同质材料或多次搅拌摩擦焊接消除缺陷，接头的对接面间隙一般不超过板厚的10％，搅拌头可偏移焊缝的容限为搅拌头探针头部直径的10％。通过制定了合理的工艺参数，完成了Ф5000mm试验贮箱的焊接，液压试验结果满足设计要求，为贮箱制造提供了技术保障。

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第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 搅拌摩擦焊技术在航天领域的应用现状

1.3 搅拌摩擦焊技术研究现状

1.4 本课题研究内容

第2章 试验材料和方法

2.1 试验材料和设备

2.2 试验方法

第3章 接头力学性能研究

3.1 工艺参数对力学性能的影响

3.2 接头各区域力学性能

3.3 不同厚度接头力学性能

3.4 本章小结

第4章 接头微观组织及缺陷

4.1 接头微观组织及断口

4.2 接头缺陷及修补

4.3 本章小结

第5章 接头质量控制及产品试制

5.1 接头装配质量的影响及控制

5.2 接头表面清理状态、搅拌头偏移的影响及控制

5.3 焊接次数对接头性能的影响

5.4 产品试制

5.5 本章小结

结论

参考文献

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