2025年度材料结构精密焊接与连接全国重点实验室开放课题申请指南（航空专项）
文摘
2025-01-04 16:31
山东
转自 大柳树防务
2025年度材料结构精密焊接与连接全国重点实验室开放课题申请指南（航空专项）为发挥重点实验室的学科与航空共建、仪器设备和分析测试优势，促进对外合作交流，推动航空领域先进焊接与连接领域的发展，本着“开放、流动、联合、竞争”的实验室建设方针，根据全国重点实验室开放课题设立的相关规定，现发布材料结构精密焊接与连接全国重点实验室2025年度开放课题申请指南（航空专项），面向国内外接受开放课题申请。本年度航空专项开放课题重点支持具有创新性、前瞻性的项目研究。研究内容应体现创新思想、新方法、新见解，同时须具有一定的科学积累和研究特色。鼓励学科交叉，加强学科的互相渗透，促进学科发展。重点支持以下研究方向的选题，并完成相应的技术指标：1. TiAl/Ti2AlNb异质扩散焊接头强韧化机理及其高温氧化和热腐蚀行为研究研究目标：阐明TiAl/Ti2AlNb扩散焊接头界面微观组织演变及成形机理，获得优化的中间层及工艺窗口；揭示界面微观组织特征与接头力学性能的映射规律，厘清接头强韧化机理；明晰接头高温氧化和热腐蚀行为及其对力学性能的影响规律，突破复杂环境及工况下TiAl/Ti2AlNb扩散焊接头高质量长寿命的技术瓶颈。(1) 开展添加TiNbTaHfMo系合金中间层的扩散焊工艺实验，表征接头界面微观组织演变规律，分析接头界面成形机理；(2) 开展扩散焊接头力学响应行为研究，探讨界面微观组织对接头力学性能的影响规律及机理，反向优化中间层成分及焊接工艺参数；(3) 研究高温环境下接头氧化及热腐蚀行为，表征分析接头各区域氧化和腐蚀产物及其特性，揭示氧化和腐蚀反应机理及接头力学性能退化规律，反向调控优化界面微观组织。技术指标：完成TiAl/Ti2AlNb异质合金扩散焊工艺设计与验证，形成扩散焊工艺路线和研制报告，达到如下技术指标。界面焊合率达到98%以上，孔洞尺寸不超过2 μm；接头强度不低于TiAl母材的75%，断后伸长率不低于TiAl母材的50%；在700 ℃高温环境下，接头氧化100 h后强度降低不超过20%，热腐蚀100 h后强度降低不超过20%。2. 基于微纳结构的高温合金钎焊润湿性双向调控技术研究目标：针对高温合金钎焊润湿性调控的难题，开发基于微纳结构的促进和抑制润湿双向调控技术，实现高温合金的精密钎焊制造。以航空发动机典型高温合金钎焊接头（如GH4169母材与BNi2钎料等）为研究对象，建立微纳结构促进和阻碍润湿性的多要素设计准则，实现钎料润湿铺展的精准调控，为复杂构件高精度、高稳定、高性能钎焊提供关键技术支撑。(3) 润湿性双向调控技术在航空发动机典型钎焊结构中的验证。技术指标：完成基于微纳结构的促进和抑制润湿双向调控技术，形成技术路线验证和研制报告，达到如下技术指标：实现润湿铺展可控技术，润湿铺展面积提高至少30%或润湿角减少至少20%，钎料铺展至阻碍润湿处有效阻止继续向前铺展，在航发典型结构件材料中验证。3. 适用于感应钎焊的低熔点铜基钎料研制及应用基础研究研究目标：针对航空发动机中管路类零件的钎焊连接所需的中低温钎料及相应的感应钎焊工艺技术要求，开发具有成本低、钎焊性能优异、流动性及润湿性较好的新型中低温铜基钎料，实现0Cr18Ni9不锈钢管路可靠连接。（1）研究钎料成分对其熔点、流动性及润湿性影响的机制；（2）研究钎料及钎焊工艺对管路类零件感应钎焊接头组织及性能影响，获得可靠高效的焊接工艺参数；（3）根据试验结果调整钎料成分及工艺参数，实现接头性能的优化。研究目标：基于焊接工艺参数与材料特性的关联分析，通过数据采集与特征提取，构建焊接应力数据集。建立并训练焊接应力深度学习模型，实现对复杂焊接工况下应力的快速计算。并对计算结果进行可视化展示，揭示焊接应力的分布规律，利用模型的计算结果，为焊接工艺优化和结构稳定性提升提供数据支撑。（1）针对TC4/TA15前轴承机匣的氩弧焊及电子束焊，构建焊接应力数据集，通过仿真计算采集焊接工艺参数、焊接材料属性、几何参数等相关数据及对应参数条件下的焊接应力数据。对数据进行清洗、预处理和特征提取，建立涵盖多种工艺参数的焊接应力数据集；（2）构建并优化基于深度学习的焊接应力计算模型，利用构建的数据集，搭建并训练适用于焊接应力计算的深度学习模型。调整模型结构和参数，并采用交叉验证对模型进行测试和验证，实现复杂工况下的焊接应力快速计算；（3）开展基于深度学习模型的焊接应力计算结果可视化研究，直观展示应力分布规律，通过焊接应力的快速计算为多焊缝结构的高质量焊接提供技术支撑。技术指标：（1）快速计算与仿真计算结果趋势一致，焊接应力数值偏差不超过20%；（2）焊接应力计算模型响应时间不超过20s。研究目标：围绕航空复杂构件激光增材制造原始粗糙表面的抛光需求，针对GH536材料及叶型曲面结构，开发激光抛光技术，并揭示曲面结构抛光机理，实现激光增材制造部件表面的高效精密抛光。（1）针对增材制造零件表面微观峰、谷部峰的特征形貌，探索激光抛光过程表面微观形貌的演变规律；（2）分析激光抛光熔池流体传热传质过程的控制机理；（4）评估激光抛光对基体组织的热影响和表层元素的烧损状态；（2）增材制造构件激光抛光后表面粗糙度低于Ra 6.3μm；6. 面向大尺寸内腔结构的激光选区熔化无支撑打印质量控制技术研究研究目标：针对新一代高性能航空发动机进气道、燃烧室、隔热段等热端部件高质量制造需求，解放复杂内腔设计自由度、提升流道内表面平整度，完成高温合金薄壁内腔结构激光选区熔化无支撑打印质量工艺优化研究，提升悬垂区下幅面成形质量，掌握大尺寸内腔结构的无支撑增材制造打印质量控制技术。（1）开展高温合金薄壁悬垂结构激光选区熔化工艺研究，揭示工艺参数和悬垂结构特征对熔池热动力学行为、下表面形貌演变、孔隙/裂纹和应力应变的影响规律，获得不同悬垂角度的无支撑稳定成形工艺窗口；（2）开展低角度悬垂区下幅面成形调控研究，探明复杂散热条件下熔池流动行为及粉末粘附行为对下幅面成形质量的影响规律，提出悬垂区下幅面成形质量调控方法。（1）实现悬垂角度为25°~45°的高温合金悬垂结构的高质量无支撑打印，下幅面粗糙度Ra不高于35μm；（2）建立无支撑打印高温合金低角度悬垂结构的下幅面成形质量调控方法，建立工艺-下幅面表面质量的关联关系。1. 本年度航空专项开放课题单项资助额度为25万元，研究期限为两年。课题执行自2025年1月1日开始。2. 申请人须与材料结构精密焊接与连接全国重点实验室在职固定科研人员联合申请，申请人作为项目负责人。3. 申请课题须符合所规定的研究方向的选题范围，且学术思想新颖，具有创新性、前瞻性；立论根据充分，研究目标明确，研究内容具体，研究方法和技术路线合理可行，近期可望取得进展。4. 以下人员不具有申请资格：（1）已获本室开放课题资助，但目前尚未结题者；（2）曾获本室开放课题资助，但未按任务书要求完成规定任务者。1. 请在重点实验室网站（http://weld.hit.edu.cn）“开放课题”一栏中下载申请书模板（2023版），然后根据模板内容和提示撰写申请书。2. 申请书的研究内容是审批立项的主要依据，研究内容需要明确具体，体现创新性和前瞻性，需阐述清楚需要解决的具体问题及其思路，预期研究成果，不宜覆盖面太宽，或对研究内容仅笼统介绍。3. 请在2025年1月15日之前将撰写好的申请书的电子文档发至如下地址：陈振林，18624034279，camry158@163.com。赵万祺，18945690656，253962417@qq.com。1. 本室接收到开放课题申请后，实验室组织有关专家对申请书进行评审，并经学术委员会/实验室主任办公会议审定结果，根据公平竞争、择优支持的原则，批准资助课题及资助额度。评审结果将通知申请者本人及所在单位，并在网站上公布。2. 评审原则：优先资助具有创新意义、前瞻性，预期能够获得高水平研究成果的项目。3. 对于第2、3次的申请者，前面课题的任务完成情况将作为决定是否资助的重要参考。具体请参考《材料结构精密焊接与连接全国重点实验室开放基金管理办法（2023版）》。
