大直径钛合金薄壁筒形件制造工艺研究

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1、复杂构件综合制造技术sYNTH印cMANu队cT㈣NGTEcHN吼。GY。Fc。MnExsTRucTuRE大直径钛合金薄壁筒形件制造工艺研究StudyonManufacturing7rechnologyofLarge-DiameterThin-WaUedCyUndricalWorkpieceofTitaniumAlloy中航二r业成都飞机工业(集团)有限责任公司陈荣平黄锐王勇超姚刚杨坪川【摘要】采用氩弧焊工艺焊接的钛合金筒形焊接件，存在壁厚薄、直径大、制造精度要求高等特点。长期的经验积累以及分析认为，零件的制造过程中存在着两个关键点

2、：筒形件热成形回弹的解决以及焊接变形的控制。在生产过程中，运用了使用有限元软件计算回弹补偿后的模具型面的方法以及多种焊接变形控制措施，使得零件最终生产后满足各项制造技术要求，取得了良好的效果。关键词：筒形件回弹焊接变形控制IABSTRACT】Thecharactersofcylindricalwork—pieceoftitaniumalloyweldedbyargonarcweldingincludethin—walled，large—diameterandhighaccuracyrequirement．Basedon10ng—te

3、mlaccumulationofexperi—enceandanalysis，therearetwokeypointsfbrthepartsmanuf．acturingtechnologyanalyzedandproposed：theso—lutionofspringbackofcylindricalworkpiece’hotfbnningandthemethodofcontrollingweldingdistonion．Intheproductionprocess，acalculationusingtheFEMsoRwareaft

4、erspringbackcompensationmethodmoldsurfaceandaVarietyofweldingdeformationcontrolmeasuresareapplied．Thepartsproduced丘nallysatis匆aUtherequire-mentsofmanufacturingtechnology．Keywords：CyIindricalpartSpringback、Ⅳeld·ingdeformatiOncontrol钛合金由于弹性模量小，薄板件在热成形后的加工过程中会发生回弹现象⋯；同时，在

5、同样焊接应力的条件下，钛合金焊接变形大，是不锈钢的1倍。因此，对于某型零件这类钛合金筒形件制造过程中变形的控制就成为零件制造的关键。本文就生产过程中某型零件的制造工艺展开研究。零件如图1(a)所示，该零件筒体材料为钛合金TCl—61．5mm，采用氩弧焊焊接，整体尺寸近似为：西1300mm×1100mm。零件制造技术要求：(1)焊接间隙和错位(边)量0．4mm以下；(2)筒体型面公差0．3mm以内；(3)焊缝的x光检测满足行业Ⅱ级标准。100航空制造技术·2013年第16期(h)简体分5瓣示意图图1零件及简体分瓣示意图Fig．1Par

6、tand5一blOckcy

7、inderschematicdiagram该零件关键加工流程(如图2所示)：根据长期的制造经验分析，并结合本零件壁厚薄、直径大、焊缝多等特点，认为零件制造过程中的主要解决的关键点在于：(1)热成形回弹的控制。简体分瓣零件热成形回弹问题的解决是控制零件焊接变形的首要条件。由于零件热压成形时存在回弹，不仅会影响筒体型面的尺寸精度，而且由于有回弹的存在，导致后续焊接过程中只能在夹具上进行带应力焊腓陌卜同叶岳网嬲煞勰鬻L——一L—L———一L—一L—一l瓣零件在夹具上自由状态下厂—————————————————

8、——————————————一组合成的筒体，对接处间隙及l厂——————]厂—]厂————]厂————]阶差与不采用回弹补偿前比叫修6譬嚣娑怵卜一J毙篙高H_裴警卜一f退则。效l较，均有了较明显的改善，最大间隙由8mm减小到2．7mm，图2零件加工流程可以看出采用回弹补偿成形哟．2PartpracessfIow后的零件，对后续零件的修配焊接奠定了很好的基础。接，巨大的焊接应力会造成筒体的应变变形，变形的筒体就难以和端框对焊。因此解决热成形回弹是控制零件焊接变形的先决条件。(2)焊接过程中的变形以及焊缝质量的控制。在保证简体每一瓣零件

9、的成形精度后，如何控制焊接过程中筒体的5条纵焊缝和筒体与端框的2条环焊缝的焊接变形以及焊缝质量，成为零件加工的直接关键点。1热成形回弹的控制对筒体5个分瓣零件热压成形回弹的控制，是通过采用有限元仿真软件Pam—stamp201l来模拟