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空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响

赵大为

   本文主要以航天器壳体用LF6铝合金变极性等离子弧焊(VPPAW)焊接接头和焊接平板为研究对象,运用物理模拟的方法,研究了近地空间热循环和辐照环境下LF6铝合金焊接试样性能的变化特点,并通过细观和微观组织分析探讨其性能变化的机理。采用实验测定与有限元计算相结合的方法对焊接平板件中焊接残余应力场进行了测定与数值模拟计算,获得了不同对接参数下铝合金焊接平板的残余应力分布规律。 研究表明:在变极性等离子弧焊焊接过程中会在试样接头区域,尤其是焊接热影响区生成较多第二相粒子,剧烈的温度变化导致基体与第二相粒子之间产生热错配应力,热错配应力与外加载荷的长周期联合作用会造成焊接接头区域(主要是含较多粗大第二相粒子的焊接热影响区)材料内部第二相粒子与基体脱粘,形成微孔洞。微孔洞的形成与演化会导致焊接接头承载面积的减小,最终对接头宏观性能产生影响。空间辐照可导致铝合金焊接板件焊接纵向残余应力升高、焊接接头抗拉强度和屈服强度升高及塑性应变降低。显微分析表明,辐照后的试样产生了大量的位错圈和位错线,试样的位错密度大大提高。焊接残余应力模拟结果显示,间隙类型的对接参数变化对残余应力的影响较小,而错边类型的对接参数对残余应力的影响显著。将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,模拟结果与实测值有较好的一致性。……   
[关键词]:焊接接头;空间热循环;空间辐照;焊接残余应力;有限元计算
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南理工大学2010年
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