钛合金焊接筒坯超塑成形波纹管质量优化技术研究

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1、摘要钛合焱波纹管超塑胀形．轴向加载复合工艺是～种新工艺，本文程以前研究的基础上，对铁舍金波纹管超黧成形过程中的质黧优化控制技术进行了爨深入的疆究。为了获褥质量更佳靛钛会金波纹管，本文研究瘸铰合金激先霹篱爆代替等离子弧焊筒燧米超塑成形钛合众波纹管。为此，采用荤向热拉伸试验研究了采用钛合金激光焊对接板的超塑性能，试验结果表明，程925℃下，Ti一6AI．4V激光焊缝的屈服强度为27，7MPa，延伸率可达150％以上，具有良好的超凝性能。用嚣．6AI-4V激光焊篱坯采臻三步鸯嚣载法(骚形、台模秘充满)超塑残形滋了敦会金滚绞警，残彤震拜缝表瑟蠢瀵、充滚良好。瘦瑙旋转俸薄壳理论莉爨经理论推

2、导出了各个阶段成形气压的计黧公式。对等离予弧焊和激光焊筒坯超塑成形的两组钛合金波纹管进行了检测，检测结果表明，钛合金波纹管的柔殿和补偿性能优良，明显优于不锈钢波纹管；稳定牲试验、耐艇试验秽气密性试骏均符合设诗要求；激光焊波纹警在行糕为15ram的穗醒下，擎筠疲劳次数菊1700次，荬疲劳寿愈魄等意子弧簿波纹餐黪疲劳寿命高30％以上。采用MARC商业有限元软件模拟了在三步加载情况下胀形阶段成形气压、充满阶段成形气压、筒坯高度和筒坯直径四种工艺参数对超塑成形后波纹管波峰壁厚分布耩况的影响。用MARe有眼元软件模拟褥到的壁簿分猫值一般小于实铡篷，穗寝焱5％浚肉，二器渤含较舞。簌形徐毅戏澎

3、气压蠢篱坯裹缓辩波蜂壁厚影响较大，为主要影响因素，褥充满除段成影气聪和篱坯直径对波峰蹙厚的影响很小。在用MARC有限元软件模拟的基础上，对超黧成形工艺过程进行了稳健设计。研究结果表明，利用稳健设计方法中的响应两法～复合设计方法，可方便快捷遣褥到镀会金波纹警矮爨谬绥携标渡蜂最小蓐发与其影响因素麓矮藏凌窝强形除段成澎气压之阉豹二元一次帮二元二次多项式豳癌公式，献露实现了钛台会波纹管超黧成形工艺参数的稳德设计。Ti．6AI．4V澈波DN250波纹管越浆成形试验证明了回归公式的准确性和复合设计法用于钛合金波纹管超塑成形进程的可行性。在最麓一章中，研究了汽车燕台器褥套的强形嬷狰锻复会或形耨

4、互慧。汽车离台嚣褥套豹耨或形工艺确霓隽：落粒、控深、滕影、冲锻复合、诤黧藐帮壤形iL、修边。程该工艺中采用多横块胀形工艺成形工件，t的内齿，胀形时胀形滑块数量为六块，每个胀形滑块上脊六个齿。采用DEFORM一3D有限元软件模拟了汽车离合器衬套的冲锻复合成形工艺，确定采用两步冲锻复合工艺，为制定合理静成形工葱葵定了蒸穑。模拭结采袭疆，采璃上述的成形工艺，工件的应交分稚、应力帮簿魔分雍舍璞，{委绢了薪工艺的合瑾性。关键词：波纹篱；稳健设计；有限元模拟；Ti一6AI．4V；冲锻复念工装AbstractThesuperplasticbulgingandaxialloadingcompos

5、iteformingprocessisanovelformingtechnologyforbellowsmadeoftitaniumalloy．Onthebasisofpreviousresearch，thispaperdiscussitsqualityoptimaltechnologymoredetailandmoredeeply．Inordertoobtainhigh—qualitytitaniumalloybellows，PlasmaArcWeldingpreformisusedtoreplaceLaserBeamWeldingpreformtoformbellowsmad

6、eoftitaniumalloy．Thus，uni-axialhottensiletestswereperformedtoinstigatethesuperplasticityoflaserbutt-weldedplateforTi一6AI一4Valloy．ExperimentalresultsappearedthattheweldmetalofTi·-6A1-4Valloyhasgoodsuperplasticityduetoyieldstrengthof27．7MPaandelongationofmorethan150％．Next，abellowsmadeoftitanium

7、alloyisfabricatedusinglaserweldedpreforminthreestageloadingmethods，andt11e船一formedbellowshassmoothweldmetalsurface．Twoformulasarederivedaccordingtothinshelltheoryandplasticitytheorytocalculatetheforminggaspressureforbulgingandcalibratingstage