[00380747]机械关键零部件焊接加工成形机理及其质量改善方法

该项目研究机械关键零部件焊接加工制造时电弧熔化焊接与固相摩擦焊接机理及质量改善方法。电弧焊接与摩擦焊接技术是机械关键零部件加工中最常用的焊接工艺。但是，由于其焊接过程复杂，影响因素较多，焊接质量易波动，还无法完全满足焊接的机械关键零部件在极端工况条件下长寿命、免维护、高性能地服役。深刻认识其机理是提高质量的关键，在此基础上针对性地提出焊接质量改善方法，以实现机械关键零部件高性能，达成“中国智造”目标，具有重要的理论意义和工程价值。该项目针对亟待解决的机械关键零部件焊接加工过程中机理不明确、质量不稳定、基础研究薄弱、创新方法缺乏的关键问题，以材料-结构-工艺-性能系统深入开展焊接热效应、作用机制与焊接质量关系等关键科学问题的研究，提供质量改善新理论与方法，满足高性能机械关键零部件焊接加工的工程需要。该项目的主要发现点：摩擦焊接热效应、结构性能、机理及其质量改善方法。阐述了轴向摩擦焊接、径向摩擦焊接、搅拌摩擦焊接界面特征与焊接机理，外场复合摩擦焊接热效应及其组织结构的变化规律，提出了基于内生电阻热的载流-搅拌摩擦焊接新方法，建立了多场耦合摩擦焊接数理模型，拓展和丰富了载流摩擦学理论及其工程应用范围，发现了径向摩擦焊接摩擦界面特征的独特现象，解决了传统搅拌摩擦焊接技术要求苛刻的难题，完成了材料-工艺-性能的系统研究；创新形成了封闭空间条件下切削-搅拌摩擦焊接复合加工新原理、新方法与新技术，有利于解决机械加工的开放空间可达性科学问题。电弧焊接热效应、结构性能、机理及其质量改善方法。阐述了外场复合气体保护电弧焊接电弧行为、熔滴过渡行为、熔池运动特征与焊接质量之间的内在关系，提出了外场复合无氦气保护稳定射流过渡高效电弧焊接新方法，建立了多场耦合外场复合电弧焊接数理模型，发现了独特的电弧现象与熔池行为，形成了基于反问题的残余应力在不同深度的精确测量方法，完成了焊接电弧-焊接熔池-焊接结构-力学性能-质量评估系统基础研究。研究结果为机械关键零部件焊接加工及其质量改善提供有效的理论和技术指导。该项目发表的主要论文被SCI收录14篇、EI单独收录6篇，被美国、日本、英国、巴西、马来西亚等国家以及国内哈尔滨工业大学、上海交通大学、西安交通大学、山东大学、中科院等机构的学者（院士）论文正面引用335次，其中SCI他引70次，授权发明专利31项，国内外学术会议邀请报告11篇。