中国商用飞机有限责任公司.doc

附件1 国家商用飞机制造工程技术研究中心 2014年创新基金项目指南 一、飞机壁板焊接结构缺陷高效检测与识别技术研究 研究目标: 针对民用飞机机身壁板蒙皮桁条焊接结构缺陷控制严格、常规无损检测方法具有明显局限性等客观情况，采用新一代X射线自动实时成像技术、超声相控阵技术等，开展焊接缺陷高效检测技术研究、X射线数字底片焊接缺陷自动识别技术以及数字底片缺陷判定准则与胶片判定准则兼容性研究，初步制定适合民机需求的数字底片缺陷判定准则；研究超声相控阵技术在蒙皮桁条结构焊接缺陷检测中的应用，分析其缺陷识别率，初步优化出检测工艺参数，开发焊接缺陷自动识别与评定系统，为保障后续焊接机身壁板在民用大型客机中的应用奠定基础。 研究内容： 1.机身壁板焊接结构X射线自动实时成像技术应用研究 针对机身壁板蒙皮桁条焊接结构件，实现X射线高效检测、实时成像、自动存储。 2.X射线数字底片焊接缺陷自动识别技术研究 基于数字成像技术所获得的数字底片，开展图像处理算法研究，基于软件自动辨别焊接缺陷种类、尺寸。 3.基于数字底片的焊接缺陷判定准则研究 结合机身壁板激光焊接的质量标准，开展数字底片焊接缺陷判定准则与胶片判定准则兼容性研究，初步制定出数字底片焊接缺陷判定标准（草案）。 4.基于超声相控阵的机身壁板焊接缺陷精确定位技术研究 针对飞机焊接结构外形复杂、缺陷定位难、特殊位置缺陷容易漏检等情况，开展超声相控阵的精确定位技术研究，获取焊接缺陷在结构中的详细位置信息。 5.基于超声相控阵技术的机身壁板焊接缺陷定量技术研究 针对蒙皮桁条T型焊接结构，设计适当的工装夹具、相控阵探头，开发高精确滑轨 6.超声相控阵技术焊接缺陷检测技术指标初步优化 结合超声相控阵自动检测技术，初步优化出适合机身壁板焊接结构的角度、焦距、焦点尺寸、扫描速度等关键工艺参数。 7.机身壁板焊接缺陷自动识别与评定系统研究 开展焊接缺陷自动识别、评定技术研究，开发焊接缺陷自动识别与评定系统，初步实现焊接接头的质量自动评级与判定。 预期成果： 机身壁板结构X射线数字底片焊接缺陷自动识别技术研究报告； 机身壁板焊接结构超声相控阵检测技术研究报告； 机身壁板X射线数字底片焊接缺陷判定标准（草案）； 机身壁板焊接结构超声相控阵检测装置研究报告(附设备数模图)； 焊接缺陷自动识别与评定系统(软件)； SCI或EI论文5篇以上；申请发明专利2项以上。 二、Invar钢模具激光-MIG复合焊接工艺机理研究 研究目标: 针对航空复合材料结构件专用Invar钢模具焊接工艺需求，解决模具制造过程传统手工焊接方法变形大、容易产生凝固裂纹和气孔、气密性难以保障等问题，开展大厚度Invar钢激光-MAG复合焊接工艺研究，研究激光-MAG复合热源焊接过程中激光与电弧的作用规律，开展激光-MAG复合热源建模和仿真，研究工况运行条件下模具的应力和变形，定量分析焊接应力变形遗传性及其对工况运行的影响开展焊接接头组织的实验与仿真研究，为航空复合材料成型模具制造提供新的高效焊接技术途径。 研究内容： 基于Invar钢焊接问题，本项目拟从以下几方面开展研究： 厚板Invar钢光纤激光-MAG复合焊接工艺研究 开展厚板Invar钢激光-MAG复合焊接工艺研究，重点考察激光功率、电弧电流、光-丝间距、焊接速度等参数对焊缝熔深及接头成型的影响，获取工艺参数窗口。 Invar钢激光-MAG复合焊接热过程及应力建模和仿真 构建Invar钢焊接结构的有限元模型，开展激光-MAG复合热源建模与仿真研究，开展焊接接头应力分析和计算，研究焊接残余应力与焊接变形的最优组合。 Invar钢激光-MAG复合焊接组织形态建模与仿真研究 开展Invar钢激光-MAG复合焊接过程组织形态建模与仿真研究，重点开展焊接结晶熔池、热影响区组织、焊缝固态相变组织建模与仿真，获取其组织形貌分部规律和相关定量参数。 Invar钢激光-MAG复合焊接接头缺陷形成机理研究 基于组织形态定量计算结果，研究Invar钢激光-MAG复合焊接接头缺陷种类、形成机理，分析焊接工艺参数对焊接缺陷的影响规律，进一步确定合理工艺参数。 Invar钢焊接模具服役状态仿真研究 基于复合材料结构件成形工艺过程，分析Invar钢模具在服役过程中所承受的不同热、力循环，研究实际工况条件下Invar钢焊接模具的应力和变形，研究在服役过程中模具失效类型和机理，为最终降低返修率奠定基础。 Invar钢模具气密性保障研究 基于组织分析，选择合理的焊接工艺参数及施焊条件，避免引起气密性失效的缺陷形成，开展气密性实验，研究复材模具常温及高温气密性，给出易于出现气密性失效的关键位置及避免气密性失效的技术手段。 焊接工艺参数优化系统 将实验过程和模拟仿真过程涉及的数据、知识和经验，建立焊接数据