[發明專利]一種鈦合金л形焊接件的熱校形方法及工裝

有效

• 申請號: 201910404200.6
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110000248B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 宋毅飛;遲彩樓
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司
• 主分類號: B21D3/00
• 分類號: B21D3/00;B21D37/16;B23K37/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明屬于航空鈦合金加工熱校形技術領域，涉及一種鈦合金л形焊接件的熱校形方法及工裝。在高溫條件下，外界側向壓力作用在工裝兩側，使工裝產生向內的擠壓力，利用高溫合金與鈦合金的熱膨脹系數之差產生的應力，使鈦合金л形焊接件的上部兩個緣條區域，在高溫狀態下同時承受外部的側向壓力與內部漲型塞塊的膨脹力，內部漲形塊高溫膨脹后正好填充工裝的裝配間隙，而外部的工裝在側壓力的作用下將零件壓實在內部漲型組件型面上，使之貼合型面，從而實現校正鈦合金л形焊接件緣條型面的校形工作。本發明能夠降低鈦合金л形焊接件的焊接后校形難度，降低對焊接精度的要求，從而大幅度提高零件的成品率。

技術領域

本發明屬于航空鈦合金加工熱校形技術領域，涉及一種鈦合金л形焊接件的熱校形方法及工裝。

背景技術

在航空、航天領域，鈦合金材料因具有優異的綜合性能已經得到了廣泛的應用，但因其自身的難加工特性，導致相當數量的航空、航天鈦合金復雜結構件在經過機加、焊接及熱處理等加工工序后存在相當程度的變形，導致零件尺寸超差嚴重。

現行鈦合金л形焊接件由腹板件與兩件雙曲面帶耳片緣條件焊接而成，焊縫較長，焊后為收口狀態，其底部有兩排平行耳片，對同焊接后的同軸度要求很高。由于其結構形式復雜，存在較大開口空間，焊接后易產生嚴重變形。目前采用的校形方式主要依靠熱處理工裝進行校形，存在校形力加載方式不合理、加載力偏小、耳片錯位、工裝在加熱過程中易變形使壓力卸載等諸多問題，經常導致零件校形失敗，變形嚴重，甚至零件報廢。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提出一種新型鈦合金л形焊接件的熱校形方式及工裝，能夠有效校正鈦合金л形復雜焊接件的焊接變形，保證型面外形準確，耳片錯位控制在合理范圍內。

在高溫條件下，外界側向壓力作用在工裝兩側，使工裝產生向內的擠壓力，同時，再在鈦合金л形焊接件的收口處腔內塞入鈦合金與高溫合金漲形組合件，利用高溫合金與鈦合金的熱膨脹系數之差產生的應力，使鈦合金л形焊接件的上部兩個緣條區域，在高溫狀態下同時承受外部的側向壓力與內部漲型塞塊的膨脹力，內部漲形塊高溫膨脹后正好填充工裝的裝配間隙，而外部的工裝在側壓力的作用下將零件壓實在內部漲型組件型面上，使之貼合型面，從而實現校正鈦合金л形焊接件緣條型面的校形工作。

同時，鈦合金л形焊接件整體放置于工裝底座之上，通過工裝特制的鉤形件、脹形塊與工裝底座配合，利用脹形塊在高溫下的膨脹力將鈦合金л形焊接件的耳片部位緊緊壓在工裝底座上，通過底座上平臺基準校正耳片的高度方向的偏差。再通過外部側壓力校正耳片寬度方向的偏差，從而使兩排耳片獲得符合圖紙的位置精度。

本發明的技術方案為：

一種鈦合金л形焊接件的熱校形工裝，包括底座1、內校正件A2、內校正件B3、內校正件C4、側壓件A5、側壓件B6、下校形件7、支撐塊8、支板9、墊塊10、限位塊A11、限位塊B12、熱脹形塊A13、熱脹形塊B14、限位桿15、擋塊16、定位桿17、壓板18、導軌19、導向板20；

所述底座1上表面開有多個槽孔，底座1上設有墊塊10，鈦合金л形焊接件放置于墊塊10上，使其耳片位置與墊塊10相接觸；所述限位塊A11、限位塊B12為長條形，插入底座1上的槽孔，帶有鉤板的上端鉤在鈦合金л形焊接件的耳片上；限位塊A11、限位塊B12的下端與底座1間留有空隙，所述熱脹型塊A13、熱脹型塊B14分別對應插入空隙中，實現壓緊；熱脹型塊A13、熱脹型塊B14均由高溫合金材料制造，在高溫條件下通過與鈦合金材料的膨脹系數差產生熱脹型力，使鈦合金л形焊接件的耳片貼在墊塊10上，實現校正兩排耳片位置偏差的作用；底座1下方插入限位桿15，起到對熱脹型塊A13與熱脹型塊B14限位的作用，防止其在冷卻過程中脫落；

底座1上設有導軌19，所述下校形件7滑入導軌19，使其位于鈦合金л形焊接件兩排耳片之間，并通過導軌19實現定位；所述擋塊16放置于導軌19末端，防止下校形件7發生滑動；下校形件7上設有支撐塊8；