飞机安装式导管高频感应钎焊技术研究及应用

【摘要】：飞机安装式导管感应钎焊技术是为了适应航空、航天飞机中导管现场安装而提出的一种特殊工艺，是一种先进的导管连接技术，它适用于空间位置狭窄的安装式导管钎焊，对其深入研究具有重要的理论意义和工程应用价值。根据我国新型战机和航天飞机生产与研制的迫切需要，对安装式导管感应钎焊关键技术进行了研究，研究了新一代先进的安装式导管感应钎焊技术及其成套设备。 在准谐振的情况下，感应加热回路处于工作状态，保证了电路工作环境的稳定性，采取新型测温的方式、光纤传导二者并存的模式，避免了电磁场对其带来的干扰，保证了安装式导管钎焊的准确性。基于以上技术，研制了具有自主知识产权的安装式导管感应钎焊成套设备。 安装式导管感应钎焊温度及温度场分布是影响焊接质量的关键因素。本次研究着重于安装式导管钎焊的特殊性，建立了加热源的有限元模型，并根据这种分析方法对导管钎焊温度场进行了三维数值模拟分析。研制了一台多点同步热电偶测温仪，对导管的温度分布进行了实际测量和验证。模拟结果再现了导管焊接区域的温度场分布，为安装式导管感应钎焊配备适合的测温点、工艺方法；为缺陷的分析、解决提供了良好的理论依据和必要的技术指导。 对安装式导管感应钎焊质量的主要影响因素进行了分析，重点研究分析了导管焊接区域温度场分布对焊接质量的影响。导管接头焊接区域的温度场分布不均匀，容易在高温区产生焊瘤和溶蚀缺陷，而在低温区则容易产生未焊透和钎脚未出来等缺陷，是产生焊接缺陷的最主要原因。为了减少焊接缺陷，研究分析了保护气体、感应线圈的缠绕方式和加热曲线等因素对温度场分布的影响。提出了安装式导管钎焊工艺优化方法与措施，改善了温度场分布，大幅度地提高了导管接头的一次合格率和焊接质量。所研制的新一代飞机安装式导管感应钎焊技术及成套设备，填补了国内在该领域内的技术空白，并且在现场进行了大量的工艺试验，完成了相应的技术验证、评审和验收。该设备已在我国重点型号飞机生产线上获得了成功应用，一次焊接成功率高于同类俄制设备。