[發明專利]基于微弧增材的TC4鈦合金結構原位增長修復工藝及工具箱

在審

• 申請號: 202011175222.9
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112548482A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 董俊;卿華;韓亮;董馬虎;白偉成;肖瑤;張獻逢;楊后川
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學航空機務士官學校
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23K9/167;B23K9/28;B23K9/32;B25H3/02
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

本發明公開了一種基于微弧增材的TC4鈦合金結構原位增長修復工藝及工具箱，把對TC4鈦合金結構原位增長修復所使用的相關工具放置在便于移動的箱體內，當需要對飛機某處的結構進行修復時，直接攜帶工具箱到達維修現場，打開箱體并取出檢修工具，對待修復部位進行預處理后，通過弧增材制造機并按照一定的操作方法進行熔敷，最后對焊道進行打磨平整，完成修復操作，操作方便快捷，提高工作效率，防止因人員遺忘維修工具造成維修時間的延長。

技術領域：

本發明涉及合金修復領域，特別是涉及一種基于微弧增材的TC4鈦合金結構原位增長修復工藝及工具箱。

背景技術：

新型飛機重點考慮了提升推重比的設計理念，許多新技術、新材料被快速發展起來；鈦合金材料憑借其高比強度這一優異特性，被廣泛應用于航空工業金屬構件制造領域；鈦合金構件的大量使用極大地提升了新型飛機的推重比，但是鈦合金構件相對于傳統金屬構件在加工方面需求的條件也更加苛刻；大型鈦合金構件在整個數控加工過程中，對精度的要求相當嚴格，但是由于存在一些不可控的因素，鈦合金構件的數控加工過程偶爾會出現一些小的誤差，引發缺陷的產生，進而造成整個鈦合金構件的報廢；原有的修復方法主要采用機械連接補強措施，付出很大代價的同時，對于一些特殊的空間結構的缺陷也并不能完全修復；由于鈦合金構件的造價相當昂貴，這種大型構件的報廢往往會造成上千萬的損失，因此發展一種新型的修復方法變得迫在眉睫。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，通過便攜式工具箱對修補工具進行裝運攜帶，并通過修補工具對待修復部位進行預處理后，通過弧增材制造機并按照一定的操作方法進行熔敷，最后對焊道進行打磨平整，完成修復操作的基于微弧增材的TC4鈦合金結構原位增長修復工藝及工具箱。

本發明的技術方案是：一種基于微弧增材的TC4鈦合金結構原位增長修復工藝，對待修復部位進行預處理后，通過弧增材制造機并按照一定的操作方法進行熔敷，最后對焊道進行打磨平整，完成修復操作，其具體步驟是：

S1、對待修復部位、焊絲和鎢極進行熔敷前的預處理；

S2、把鎢極安裝在工作槍上，打開弧增材制造機，并對相應的參數進行調整；

S3、工作槍用單手操作，一手握住槍體使工作電極與焊絲保持80°-90°，鎢極尖與焊絲距離0.5 mm -1.5mm，另一只手進行送絲，并用腳踏板控制其開關，利用右手托住工作槍，使電極依工件表面按一定方向移動，形成連續焊道，其中每次移動為焊斑直徑的1/2-1/3；

S4、焊道搭接時，每層表面應及時打平修整，敲打釋放熔凝力，堆焊時，應控制電流、電壓及脈沖時間參數，且收弧長踩1秒開關；

S5、按面板上的啟動/暫停鍵，指示燈滅，進入待機狀態，關閉總電源，關閉氣源；

S6、焊接完成并應力后，用打磨工具對焊道進行打磨平整。

進一步的，所述S1中，清理工件表面的油污和銹蝕，并根據受力原理，將損傷破孔切割成圓孔或橢圓孔，用打磨工具把孔邊緣打磨平整，打磨過程中應用吸塵器或氣吹清理打磨粉塵，最后用丙酮或酒精清潔，且清潔后表面不得觸摸或用嘴吹。

進一步的，所述S1中，對鎢極頭部進行研磨修整，磨制不偏心，除去鎢極頭部發黑或變色區域，且電極頭部要保持成尖頭。

進一步的，所述S1中，焊絲用丙酮或酒精清潔，并加熱烘干。

進一步的，所述S2中，按面板上的啟動/暫停鍵，選擇Ti按鍵，指示燈亮，打開流量針，使氬氣流量調節到8-10L/min，根據不同操作習慣，在操作面板上手工調整電流、電壓參數。

進一步的，所述S3中，焊接前將鎢極指向工件反向，空踩開關踏板將管道內空氣排除。

進一步的，所述S6中，對于直徑小于30mm，厚度小于5mm的圓形焊道采用錘擊的方法去除焊道內殘余應力。