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美國(guó)Riverhawk釬焊與電子束焊接結(jié)構(gòu)
美國(guó)Riverhawk釬焊與電子束焊接結(jié)構(gòu)
Riverhawk 生產(chǎn) Free-Flex® 彎曲樞軸,這是一種專為高周期振蕩運(yùn)動(dòng)而設(shè)計(jì)的封裝彎曲軸承。我們生產(chǎn)的原始設(shè)計(jì)早在 1960 年代初就獲得了**,此后已被用于數(shù)千種應(yīng)用。我們**引人注目的應(yīng)用是各種高精度空間機(jī)構(gòu)。從掃描鏡到光束轉(zhuǎn)向鏡再到太陽(yáng)能電池陣列,樞軸在嚴(yán)苛的太空環(huán)境中多年來(lái)一直表現(xiàn)完美。多年來(lái),人們逐漸認(rèn)識(shí)到電子束焊接是構(gòu)建空間約束樞軸的**或**選擇。**近的研究結(jié)果表明,電子束焊接或釬焊結(jié)構(gòu)的選擇不應(yīng)僅僅基于環(huán)境。
電子束焊接是一種逐件操作,焊接機(jī)操作員必須進(jìn)行調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)暮缚p熔深和接頭的正確對(duì)準(zhǔn)。釬焊是一個(gè)間歇過(guò)程。整批樞軸涂有釬焊材料并放置在釬焊爐中。材料熔化并通過(guò)毛細(xì)管作用在部件之間形成接頭。在給定批次內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)非常高的釬焊重復(fù)性。
幾年前,一家主要的航天機(jī)構(gòu)制造商下了一份電子束焊接樞軸訂單,該樞軸要承受中等徑向載荷和非常高的角旋轉(zhuǎn),有限壽命約為 10,000 次循環(huán)。傳統(tǒng)的想法是電子束焊接結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固,因此在重循環(huán)載荷下更可靠。在運(yùn)送樞軸之前,我們計(jì)劃以小角度循環(huán)測(cè)試所有樞軸。我們的政策是,所有用于空間或關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的電子束焊接彎曲樞軸都應(yīng)進(jìn)行循環(huán)測(cè)試,以消除任何可能導(dǎo)致早期疲勞失效的潛在焊接缺陷。焊縫很難進(jìn)行非破壞性檢查,但循環(huán)測(cè)試會(huì)導(dǎo)致可檢測(cè)到的故障。當(dāng)焊接樞軸進(jìn)行循環(huán)測(cè)試時(shí),所有這些都在焊縫上方的彎曲處遭受了過(guò)早的疲勞破壞。這導(dǎo)致一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目延遲交付,因此展開(kāi)了調(diào)查。
對(duì)焊接質(zhì)量、過(guò)程控制、清潔度、材料合規(guī)性和熱處理等明顯領(lǐng)域進(jìn)行了調(diào)查。對(duì)各種焊接配置進(jìn)行了許多破壞性循環(huán)測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)即使采用****的電子束焊接接頭,焊接樞軸也無(wú)法滿足我們標(biāo)準(zhǔn)釬焊樞軸的循環(huán)壽命目錄評(píng)級(jí)。我們發(fā)現(xiàn)原因在于接頭的幾何形狀。電子束將彎曲部分焊接到主體的核心上,留下了一個(gè)非穿透區(qū)域。如果焊縫進(jìn)一步滲透,就會(huì)損壞彎曲件。這種非穿透不僅導(dǎo)致疲勞應(yīng)力集中,而且還減小了彎曲力和徑向力作用的橫截面積,從而增加了截面中的平均應(yīng)力。另一方面,釬焊接頭 在同一位置產(chǎn)生光滑的釬焊圓角。釬焊圓角增加了橫截面并更均勻地分布彎曲應(yīng)力。對(duì)釬焊和焊接樞軸的進(jìn)一步測(cè)試證實(shí),釬焊樞軸很容易滿足目錄生命周期要求,但對(duì)于此類應(yīng)用,電子束焊接樞軸應(yīng)降低高達(dá) 40% 的額定值。
我們甚至發(fā)現(xiàn),通過(guò)在焊縫上進(jìn)行釬焊,可以顯著提高電子束焊接樞軸的疲勞壽命。
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更新時(shí)間:2023-12-11 【
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