鋁合金攪拌摩擦焊構(gòu)件時(shí)效成形研究.pdf

1、蠕變時(shí)效成形技術(shù)是大型飛機(jī)重要的金屬成形工藝之一，而壁板或筋板類零件是飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)身的重要結(jié)構(gòu)件。目前整體壁板結(jié)構(gòu)的加工高度依賴于新型高速高效數(shù)控切削機(jī)床，致使零件加工費(fèi)用高、加工周期長、材料利用率低。
　　在焊接領(lǐng)域，攪拌摩擦焊是焊接成形中的一種新技術(shù)，采用該方法能獲得優(yōu)良的焊接接頭，對(duì)于鋁合金焊接構(gòu)件有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在航空航天制造業(yè)中正顯示出良好的應(yīng)用前景。因此，探索基于攪拌摩擦焊技術(shù)的整體壁板結(jié)構(gòu)的蠕變時(shí)效成形工藝，為筋板零

2、件的低成本制造提供了一種全新的方法，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，設(shè)計(jì)和制備了筋板T型攪拌摩擦焊的工裝夾具和攪拌頭，利用攪拌摩擦焊方法獲得2A12鋁合金筋板焊接件，通過比較分析不同焊接參數(shù)下焊接接頭的力學(xué)性能和微觀組織，得到了攪拌摩擦焊的最佳焊接參數(shù)。當(dāng)對(duì)焊接接頭采用不同的熱處理后，接頭的綜合性能產(chǎn)生了不同的變化，特別是退火+固溶+時(shí)效或分級(jí)時(shí)效處理，能較好地提高接頭的抗拉強(qiáng)度和硬度，改善焊縫的微觀組織。
　　其次，通

3、過機(jī)械加載工裝試驗(yàn)確定了2A12鋁合金蠕變時(shí)效成形的最佳工藝參數(shù)，時(shí)效溫度為190℃，時(shí)效時(shí)間為10h。繼而在氣壓加載工裝系統(tǒng)進(jìn)行筋板蠕變時(shí)效成形試驗(yàn)，研究一定條件下時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間對(duì)筋板成形質(zhì)量的影響。
　　最后，通過高溫電子蠕變拉伸試驗(yàn)，得到了2A12鋁合金的蠕變本構(gòu)方程系數(shù)。基于有限元軟件ABAQUS平臺(tái)，創(chuàng)建了筋板蠕變時(shí)效成形的有限元模型，研究分析其成形過程，探索蠕變時(shí)效時(shí)間、模具半徑、筋條的高度、筋條的寬度以及板材的厚