[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度鋼非正圓管狀拉桿結(jié)構(gòu)件的加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011290666.7
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN112548493A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩軍;張穎云;高婷婷;梁繼忠;陳謹(jǐn)輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;B23K15/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度鋼非正圓管狀拉桿結(jié)構(gòu)件的加工方法，在拉桿結(jié)構(gòu)件的待焊接區(qū)域預(yù)留矩形實(shí)心體，實(shí)心體包裹拉桿并留出一定的邊緣區(qū)域，焊接過程中拉桿始終處于水平靜止?fàn)顟B(tài)。按照矩形的厚度尺寸選用一套焊接參數(shù)，電子束沿矩形長度方向行走，一次焊透整個(gè)結(jié)合面。最后采用鏜銑切的方法，去除拉桿內(nèi)部和外部材料，保證焊縫形貌，完成拉桿結(jié)構(gòu)件的制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)零件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高強(qiáng)度鋼30CrMnSiA非正圓形管狀拉桿結(jié)構(gòu)件的加工方法。

背景技術(shù)

高強(qiáng)度鋼30CrMnSiA具有高動(dòng)載強(qiáng)度、承受高彎曲和高沖擊載荷等綜合特性，主要用于制造飛機(jī)制動(dòng)機(jī)構(gòu)、活動(dòng)翼面斜支撐機(jī)構(gòu)、起落架收放機(jī)構(gòu)等主承力非正圓形管狀拉桿結(jié)構(gòu)件。在飛機(jī)起落過程中，非正圓形管狀拉桿結(jié)構(gòu)件主要承受一定方向的扭轉(zhuǎn)載荷。為了達(dá)到減重的目的，工程上采用橢圓形或者異型的空心結(jié)構(gòu)，異型結(jié)構(gòu)主要是空心“8”字形截面。

雖然高強(qiáng)度鋼30CrMnSiA材料具有高承載力和其它諸多優(yōu)點(diǎn)，但是碳當(dāng)量接近0.65，焊接性非常差，焊縫非常容易出現(xiàn)冷、熱裂紋和未焊透等缺陷，引起嚴(yán)重的事故。由于拉桿截面為橢圓形或者異型的空心結(jié)構(gòu)，只能采用分段制造和手工多層焊接方法制造。采用手工操作的多層弧焊時(shí)，接頭被反復(fù)加熱和冷卻，最終焊縫強(qiáng)度僅有母材的60％左右，接頭韌性不高，人工生產(chǎn)效率也很低。手工操作完全依靠人的因素，導(dǎo)致裝配精度差、生產(chǎn)效率低、接頭強(qiáng)度弱等問題。拉桿截面呈橢圓形或異型非正圓形狀，旋轉(zhuǎn)時(shí)無法保證各點(diǎn)的線速度相同，并且變化劇烈，跟蹤難度大，導(dǎo)致無法使用包括真空電子束焊接技術(shù)在內(nèi)的自動(dòng)化焊接技術(shù)完成制造。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N高強(qiáng)度鋼非正圓管狀拉桿結(jié)構(gòu)件的加工方法，采用預(yù)留矩形實(shí)心體的方法，使用真空電子束焊接熱量密度高、熔深大、變形小等特點(diǎn)，將橢圓形或者異型拉桿截面焊接轉(zhuǎn)化為水平一維焊接，一次性完成全部焊接。

一種高強(qiáng)度鋼非正圓管狀拉桿結(jié)構(gòu)件的加工方法，包括如下步驟：

1在兩件拉桿結(jié)構(gòu)件待焊接區(qū)域一端預(yù)留矩形實(shí)心體，矩形實(shí)心體的側(cè)面距拉桿結(jié)構(gòu)件截面邊緣不小于7mm，兩件拉桿結(jié)構(gòu)件矩形實(shí)心體長寬的尺寸公差在0.05mm以內(nèi)；矩形實(shí)心體厚度不超過30mm，兩個(gè)矩形實(shí)心體焊接結(jié)合面表面粗糙度不大于Ra0.8μm；

2將矩形實(shí)心體結(jié)合面按長寬尺寸對合，保證兩個(gè)矩形實(shí)心體四條邊的位置公差不大于0.05mm，使用真空電子束流沿矩形實(shí)心體的長度方向移動(dòng)，一次焊透整個(gè)矩形實(shí)心體的厚度；

3使用鏜銑切的方法加工出矩形實(shí)心體部分拉桿結(jié)構(gòu)件的外形和內(nèi)孔，在焊接位置處留出焊縫正反面余高。

本發(fā)明的有益效果在于：1)在待焊接區(qū)域，采用矩形實(shí)心體代替空心結(jié)構(gòu)，保證焊接厚度均勻一致，摒棄了旋轉(zhuǎn)拉桿工序，保證了焊接結(jié)合厚度均勻一致，據(jù)此可以選擇出一組穩(wěn)定的焊接參數(shù)，在水平位置一次穩(wěn)定地完成焊接。2)使用矩形實(shí)心體包裹空心結(jié)構(gòu)，并在四周留有一定的余量，確保拉桿的非正圓形截面遠(yuǎn)離了電子束焊縫的性能弱化區(qū)，保證拉桿接頭的連接性能。3)焊接完成后，使用銑鏜切去除接頭內(nèi)外表面的多余材料，相當(dāng)于采用機(jī)械的方法清理了焊縫內(nèi)外表面，保證焊縫形貌，提高了接頭的機(jī)械性能。

以下結(jié)合實(shí)施例附圖，對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

附圖說明

圖1帶有矩形實(shí)心體的拉桿結(jié)構(gòu)件示意圖；

圖2電子束焊接拉桿結(jié)構(gòu)件示意圖；

圖3鏜銑切后的拉桿結(jié)構(gòu)件示意圖；

圖中編號(hào)說明：1、拉桿結(jié)構(gòu)件；2、矩形實(shí)心體；3、切合面；4、拉桿結(jié)構(gòu)件截面；5、電子束流；6、電子束發(fā)射槍；7、焊縫

具體實(shí)施方式