[發(fā)明專利]一種翼舵類零件電子束焊接超塑成形工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711274548.5
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108161205B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙紅凱;劉太盈;朱冬妹;沈華;胡曉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星航機(jī)電裝備有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K15/00;B23K20/00;B23K20/02;B23K28/02
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發(fā)明涉及一種翼舵類零件電子束焊接超塑成形工藝，涉及超塑成形技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)空心密集芯格翼舵零件電子束焊接超塑復(fù)合一體化成形，將芯層用電子束穿透焊接代替擴(kuò)散連接，解決了芯層的擴(kuò)散連接質(zhì)量問題；減少了氣路數(shù)量，降低了氣路堵塞漏氣的風(fēng)險；避免了繁雜的阻焊劑涂覆工作，芯格尺寸精度更高，提高了零件成形質(zhì)量；相比超塑成形/擴(kuò)散連接減少了成形的時間，提高了成形效率提高了成形合格率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及時頻測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種翼舵類零件電子束焊接超塑成形工藝。

背景技術(shù)

飛行器翼舵零件常采用超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)進(jìn)行制造，能夠制造中空密集芯格零件，實(shí)現(xiàn)翼舵零件輕量化和整體化。其工藝流程為：按照零件合理設(shè)計坯料蒙皮和芯板尺寸，并進(jìn)行精確下料，芯板銑通氣槽后進(jìn)行酸洗處理。根據(jù)零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)涂覆阻焊劑，將制備好的四層板料(芯板/蒙皮)進(jìn)行封焊，裝入模具升溫加熱。溫度達(dá)到設(shè)定的成形溫度后，根據(jù)設(shè)置好的工藝參數(shù)運(yùn)行程序，通過成形氣路加載氣壓。第一路氣壓緩慢升高，保壓一定的時間實(shí)現(xiàn)內(nèi)層兩芯板未涂阻焊劑的筋條部位擴(kuò)散連接在一起，第二路氣路向中間層輸入氬氣實(shí)現(xiàn)內(nèi)層芯板超塑成形，并且與蒙皮、預(yù)置接頭擴(kuò)散連接。

隨著零件尺寸增大，成形氣路增多進(jìn)排氣增多，超塑成形/擴(kuò)散連接工藝也暴露出不足：(1)氣路眾多容易發(fā)生堵塞、漏氣和串氣等難敵，中間芯層氣路容易通氣不暢。(2)芯層擴(kuò)散連接質(zhì)量難以保證，芯層也容易發(fā)生偏移。(3)超塑成形/擴(kuò)散連接容易零件表面產(chǎn)生溝槽，影響零件表面質(zhì)量。(4)整個成形周期比較長，時間大約6-8小時，板性能容易下降。為了避免以上超塑成形擴(kuò)散連接工藝不足，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，需要開發(fā)電子束/超塑成形復(fù)合成形工藝，減少零件高溫成形時間，提高性能，降低成形風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何設(shè)計一種翼舵類零件超塑成形工藝，以減少零件高溫成形時間，提高性能，降低成形風(fēng)險。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種翼舵類零件電子束焊接超塑成形工藝，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)圖紙對上芯層2、下芯層3和上蒙皮1、下蒙皮4下料；

步驟2、對上芯層2、下芯層3機(jī)加通氣槽，并進(jìn)行酸洗，根據(jù)翼舵零件內(nèi)部芯格尺寸分布，對上芯層2、下芯層3板材進(jìn)行電子束穿透焊接；

步驟3、手工氬弧焊接上芯層2、下芯層3周邊，在所述通氣槽位置焊接通氣管；

步驟4、將焊接好的上芯層2、下芯層3及上蒙皮1、下蒙皮4進(jìn)行酸洗，將上蒙皮1與上芯層2進(jìn)行焊接，下蒙皮4與下芯層3進(jìn)行焊接；

步驟5、將上下模具7的內(nèi)腔及翼舵零件內(nèi)外表面涂覆阻焊劑，將焊接好的坯料裝入上下模具7之間的空間，并安裝在超塑成形壓力機(jī)上；

步驟6、對安裝在超塑成形壓力機(jī)上的整體坯料進(jìn)行反復(fù)抽真空、充氬氣至少三次后，充入氬氣作為保護(hù)氣體，進(jìn)行升溫；

步驟7、溫度達(dá)到930℃溫度后，按照設(shè)定好的氣壓加載曲線充入氬氣；

步驟8、氣壓加載完成后降溫，溫度降到300℃后取出零件；

步驟9、根據(jù)模型機(jī)加翼舵零件外型面。

優(yōu)選地，所述翼舵零件為TA15鈦合金翼舵零件，尺寸為650mm ×400mm，內(nèi)部為空心芯格結(jié)構(gòu)，芯格尺寸為70mm×50mm。

優(yōu)選地，所述翼舵零件板料厚度為1.2mm。

優(yōu)選地，所述翼舵零件的芯層尺寸比上蒙皮1、下蒙皮4尺寸周邊均大0.5mm，芯層焊接周邊收縮后與上蒙皮1、下蒙皮4尺寸均相同。