[發明專利]一種用于防止鈦合金補焊時變形的專用工裝

有效

• 申請號: 201711225886.X
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108176931B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 周磊;盧新昌;劉俊寶;宋超赫;高龍;林鴻澤
• 申請（專利權）人: 航天海鷹（哈爾濱）鈦業有限公司
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00;B23K37/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明提出了一種用于防止鈦合金補焊時變形的專用工裝，屬于大型復雜薄壁鈦合金鑄件變形控制與修復工藝技術領域。所述專用工裝為高熱導率金屬制的實心工裝，由六個側壁面、弧形上表面和平面下表面構成。所述專用工裝適用于鈦合金鑄件補焊修復領域，具有防止鈦合金鑄件補焊過程中變形的優點。

技術領域

本發明涉及一種用于防止鈦合金補焊時變形的專用工裝，屬于大型復雜薄壁鈦合金鑄件變形控制與修復工藝技術領域。

背景技術

鈦合金以其優異的抗拉強度、斷裂性能、耐熱以及耐腐蝕性能應用于航天、航空等軍工部門以及化工、冶金、能源等民用工業，應用領域越來越廣闊，使用量也越來越大。鈦合金難于加工和部件制造成本高造成其使用量受到一定的限制。解決這一問題的方法之一是大力發展近凈成形技術。無余量和近無余量加工技術是降低鈦合金使用成本的有效途徑之一。鍛造、超塑成型、機加工、焊接和鑄造等加工技術都可以實現無余量和近無余量加工。但是，對于結構復雜的構件，鑄造方法是一種有很大吸引力的近凈成形方法，大幅度減少了金屬損耗，提高了材料的利用率，縮短了生產周期，減少大量機加工工時，因此可以降低生產成本。

而在鑄件的生產過程中，內部難免出現缺陷，在對缺陷進行排除的過程中，補焊是一種非常常見的修復工藝。

在補焊的過程中，大量熱量集中于鑄件局部，鈦本身的導熱性就比較差，隨著合金元素的加入，鈦合金的導熱性會變得更差，而補焊區域與熱影響區溫差較大，在同時冷卻至室溫的過程中，會收縮不均勻，導致鑄件發生變形，而許多鑄件本身大型、復雜并且薄壁，校形工作不易開展，所以在補焊過程中防止變形的產生就變得尤為重要。

發明內容

本發明為了解決大型、復雜、薄壁的鈦合金鑄件在進行補焊修復過程中，由于局部熱量過高，自然冷卻收縮致使鑄件產生變形的問題，提出了一種用于防止鈦合金補焊時變形的專用工裝，所采取的技術方案如下：

一種用于防止鈦合金補焊時變形的專用工裝，所述專用工裝為高熱導率金屬制的實心工裝，所述專用工裝的側壁包括第一側壁面1、第二側壁面2、第三側壁面3、第四側壁面4、第五側壁面5和第六側壁面6構成；所述第一側壁面1、第二側壁面2、第三側壁面3、第四側壁面4、第五側壁面5和第六側壁面6收尾依次閉合連接；所述專用工裝的上表面為圓弧結構；所述專用工裝的下表面為平面結構。

進一步地，所述第一側壁面1采用平面結構，由一條弧線邊、一條底邊和一條側邊閉合構成；所述底邊即為所述第一側壁面1與專用工裝下表面相連的一邊；所述側邊即為所述第一側壁面1與所述第二側壁面2相連的一邊；所述第一側壁面1的底邊與所述第一側壁面1水平方向的中軸線平行；所述底邊與所述側邊成90°角連接。

進一步地，所述底邊的長度為103.7mm；所述側邊的長度為31.9mm；所述弧線邊為長軸為296mm、短軸為40mm橢圓的一部分弧長；所述弧線邊的弧長大于所述橢圓的1/4弧長；所述側邊位于所述橢圓的短軸上，并且所述第一側壁面1的面積大于所述橢圓的1/4面積。

進一步地，所述第二側壁面2采用圓弧結構，所述第二側壁面2向所述專用工裝的中心位置方向內凹；所述第二側壁面2的弧長為半徑為215.4mm，圓心角γ為25°所對應的圓弧長度；所述第二側壁面2的側邊長度為31.9mm。

進一步地，所述第三側壁面3采用圓弧結構，所述第三側壁面3向所述專用工裝的中心位置方向內凹；所述第三側壁面3的弧長為半徑為38.6mm，圓心角α為124°所對應的圓弧長度；所述第二側壁面2的側邊長度為23.7mm即為與所述第二側壁面2和第四側壁面4相連的一邊。

進一步地，所述第四側壁面4采用矩形平面結構，所述第四側壁面4的底邊為31.5mm；所述第四側壁面4的側邊為31.9mm；所述第四側壁面4的側邊即為與所述第三側壁面3和第五側壁面5相連的一邊。