厚板结构外涵筒体制造技术研究.doc

厚板结构外涵筒体制造技术研究.doc:..厚板结构外涵筒体制造技术研究摘要:文章对厚板钛合金材料外涵机匣筒体的工艺方法进行研究,结合公司现有设备能力,摸索出一套完善的加工工艺和工装,实现工程化应用关键词:钛合金;外涵筒体;工装;加工工艺引言外涵机匣分主要分为三大类,一类为复合材料外涵机匣,另一类为薄板钛合金成形后焊接安装座结构,另一类为锻铸件机械加工的外涵机匣。前两种常规外涵机匣的共同缺点为强度低,无法适用新形发动机的要求。而机械加工的外涵机匣因加工效率较低,制造成本较大,不适合批量生产。为适应新形的发动机要求,国内开展了厚板钛合金成形后,经机械加工加强肋后再焊接安装座或化学铳加工加强肋和安装座,新形结构外涵机匣大大提高零件的强度,符合新形发动机的要求。但厚板钛合金的成形困难,加工精度低、单组件焊接变形、,TA15钛合金的名义成分为Ti--2Zr-lMo-lV0属于高Al当量的近a形钛合金,它既具有a形钛合金良好的热强性和可焊性,又具有接近a-B形钛合金的工艺塑形。TA15钛合金具有中等的室温和高温强度、良好的热稳定性和焊接性。TA15长时间工作问度可达500°C,瞬时可达800°Co450°C下工作时寿命达6000h[l]oTA15材料化学成分见表1。热处理制度见表2TA15钛合金常温屈服极限较高,其常温屈服极限930〜1130Mpa,是一种常温下难成形的材料,而厚度采用的大于4mni厚度,这更加大了零件的成形难度。本材料的焊接性能良好,其焊接焊接主要问题是焊接接头脆化、焊接接头裂纹、焊接气孔加强保护,严格焊前清理,控制焊接速度。选择合适的焊接参数,优良的焊接方法的选择,焊后进行真空热处理。、直段筒体、对开锥段筒体、带形面的筒体结构。如图1所示。零件厚度为4到10mm,零件成形后分为机械加工加强筋和组合后化学铳加工两种方式。筒体厚度增大,给零件的成形及焊接带来一定的困难,,焊件受到电弧不均匀的加热,受热区的金属热膨胀程度就不同,此时由金属热引起的内应力及变形是暂时的;当焊接完成,焊件冷却后,剩余的内应力造成焊件最终的焊接变形。从筒体机匣的结构情况看,选择先进的焊接方法电子束焊接。电子束焊接以其高功率密度、焊接热输入量小、焊接变形小、焊缝深宽比大、焊接接头无氧化、焊接后残余应力小和焊缝质量好等特点。针对此零件的结构特点,焊接部位大于4mm的钛合金焊接,符合电子束焊接的要求,能最大程度地发挥电子束焊接的优势,电子束焊的熔深比一般为5:1到10:1,是普通熔焊方法几十倍[2],选取与零件技术条件、状态、厚度与正式零件相同的TA15零件进行焊接参数试验,参数试验在焊接前进行,焊接试片的表面状态与实际零件相同,经多次调整焊接参数,,主要取决于零件的下料尺寸,预留滚床成形压边余量计算展料尺寸;激光或水切割下料,预留滚床成形时压边100mm以上;四轴滚床成形;铳加工去除弯曲时预留的工艺压边,保证零件对接口位置母线