[發明專利]Φ3350mm2195鋁鋰合金整體箱底旋壓溫度場控制方法

在審

• 申請號: 202111194022.2
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113996689A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 溫濤;張緒虎;沈正章;馬鵬程;高鵬;陳永來
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D37/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

本發明涉及一種Φ3350mm 2195鋁鋰合金整體箱底旋壓溫度場控制方法，針對Φ3350mm 2195鋁鋰合金整體箱底旋壓件成形過程的溫度控制難點，設計了整體箱底旋壓溫度場控制工裝，采用分體模塊化設計及制造、然后進行裝配連接的方案，即采用“支撐環+通氣環+伸縮桿+火焰噴嘴+進氣嘴”的結構設計，使得2195鋁鋰合金旋壓板坯在全旋程均可以獲得良好的補償加熱效果，滿足了變形區在全旋程中溫度要求，消除了變形溫度不足引起的旋壓缺陷，避免了人工加熱帶來的的安全隱患，整體箱底旋壓件內型面與理論樣板單邊間隙≤3mm。本發明操作過程簡單、高效，適宜于批量處理，具有較強的可操作性和實用性。

技術領域

本發明涉及一種鋁鋰合金整體箱底旋壓溫度場控制方法，尤其涉及一種Φ3350mm2195鋁鋰合金整體箱底旋壓溫度場控制方法，屬于貯箱殼體制造技術領域。旋壓溫度場控制是指確保2195鋁鋰合金整體箱底全旋程變形區溫度處于280～350℃范圍內。

背景技術

新一代大型航天運載系統是維護航天強國地位，保持空間優勢的重要基礎；它是探索遙遠太空、拓展人類生存空間所必需的工具。以新一代大型航天運載技術為代表的航天科技在提升國際地位、展示綜合國力等方面具有重要作用，它為后續空間開發和利用奠定基礎，是保持空間優勢核心能力的關鍵支柱。輕質化和高可靠性是新一代大型航天運載系統關鍵的技/戰術指標。

推進劑貯箱作為新一代大型航天運載系統的關鍵子系統，其輕質化和可靠性直接影響整個運載系統的運載效率和服役壽命。2195鋁鋰合金是目前國際上工程應用的最輕質貯箱材料，而旋壓技術是大型、超大型貯箱箱底結構主流的成形工藝，可大幅提升結構件可靠性。為滿足型號的技/戰術指標，其對直徑Φ3350mm 2195鋁鋰合金整體旋壓箱底制造技術提出了需求。

針對直徑≥Ф3350mm的大型、超大型2195鋁鋰合金貯箱整體旋壓箱底，旋壓溫度場是實現其成形的最關鍵控制要素。而構件尺寸量級較大，若采用常規人工手持加熱的方式進行多點補償加熱，場地面積限制了加熱人員的數量，補償加熱效果較差，無法滿足2195鋁鋰合金旋壓變形溫區的需求，極易出現多種旋壓缺陷，影響整體箱底旋壓件的成形質量；同時在旋壓變形過程中也極易出現人員安全風險，可操作性較差。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足之處，提供一種Φ3350mm 2195鋁鋰合金整體箱底旋壓溫度場控制方法，滿足2195鋁鋰合金整體箱底的旋壓變形溫區需求，實現良好的多點補償加熱效果，避免構件出現由于成形溫度不足引發的缺陷，同時確保現場操作人員人身安全，保障了大型、超大型2195鋁鋰合金整體箱底旋壓件的成形質量。

本發明的技術方案是：Φ3350mm 2195鋁鋰合金整體箱底旋壓溫度場控制方法，該方法的步驟包括：

(1)制備整體箱底旋壓溫度場控制工裝；所述的工裝包含支撐環、通氣環、伸縮桿、火焰噴嘴、進氣嘴；

所述伸縮桿用于將支撐環與旋壓設備裝配連接；所述火焰噴嘴的數量為10～16個，所述支撐環上設置與火焰噴嘴數量一致并且尺寸匹配的通孔，所述通氣環內設置環形空心夾層，通氣環上設置與火焰噴嘴數量一致并且尺寸匹配的螺紋孔，每個火焰噴嘴均依次穿過支撐環上的通孔、通氣環上的螺紋孔，使得火焰噴嘴與所述支撐環、通氣環裝配、連接，火焰噴嘴下端端面與通氣環內環形空心夾層內徑所在位置相接觸；所述通氣環上還應設置與進氣嘴數量一致并且尺寸匹配的螺紋孔；所述進氣嘴數量至少2個，其一端連接通氣環、另一端用于連接火焰噴嘴燃燒所用的混合氣體氣源；進氣嘴與通氣環連接端面恰好與通氣環內環形空心夾層外徑所在位置相接觸；

(2)制備2195鋁鋰合金旋壓板坯；

(3)將步驟(1)制作的工裝的伸縮桿分別與旋壓設備的左、右頂出油缸連接、固定；進氣嘴分別與待混合的氣體氣瓶瓶嘴接口裝配、連接，將上述板坯固定安裝在旋壓芯模上；

(4)開始旋壓成形，成形過程中旋壓芯模保持旋轉，伸縮桿沿軸向運動；