[发明专利]一种翼舵类零件电子束焊接超塑成形工艺

说明书

本发明涉及一种翼舵类零件电子束焊接超塑成形工艺，涉及超塑成形技术领域。本发明能够实现空心密集芯格翼舵零件电子束焊接超塑复合一体化成形，将芯层用电子束穿透焊接代替扩散连接，解决了芯层的扩散连接质量问题；减少了气路数量，降低了气路堵塞漏气的风险；避免了繁杂的阻焊剂涂覆工作，芯格尺寸精度更高，提高了零件成形质量；相比超塑成形/扩散连接减少了成形的时间，提高了成形效率提高了成形合格率。

技术领域

本发明涉及时频测量技术领域，具体涉及一种翼舵类零件电子束焊接超塑成形工艺。

背景技术

飞行器翼舵零件常采用超塑成形/扩散连接技术进行制造，能够制造中空密集芯格零件，实现翼舵零件轻量化和整体化。其工艺流程为：按照零件合理设计坯料蒙皮和芯板尺寸，并进行精确下料，芯板铣通气槽后进行酸洗处理。根据零件内部结构涂覆阻焊剂，将制备好的四层板料(芯板/蒙皮)进行封焊，装入模具升温加热。温度达到设定的成形温度后，根据设置好的工艺参数运行程序，通过成形气路加载气压。第一路气压缓慢升高，保压一定的时间实现内层两芯板未涂阻焊剂的筋条部位扩散连接在一起，第二路气路向中间层输入氩气实现内层芯板超塑成形，并且与蒙皮、预置接头扩散连接。

随着零件尺寸增大，成形气路增多进排气增多，超塑成形/扩散连接工艺也暴露出不足：(1)气路众多容易发生堵塞、漏气和串气等难敌，中间芯层气路容易通气不畅。(2)芯层扩散连接质量难以保证，芯层也容易发生偏移。(3)超塑成形/扩散连接容易零件表面产生沟槽，影响零件表面质量。(4)整个成形周期比较长，时间大约6-8小时，板性能容易下降。为了避免以上超塑成形扩散连接工艺不足，进行技术改进，需要开发电子束/超塑成形复合成形工艺，减少零件高温成形时间，提高性能，降低成形风险。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种翼舵类零件超塑成形工艺，以减少零件高温成形时间，提高性能，降低成形风险。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种翼舵类零件电子束焊接超塑成形工艺，包括以下步骤：

步骤1、根据图纸对上芯层2、下芯层3和上蒙皮1、下蒙皮4下料；

步骤2、对上芯层2、下芯层3机加通气槽，并进行酸洗，根据翼舵零件内部芯格尺寸分布，对上芯层2、下芯层3板材进行电子束穿透焊接；

步骤3、手工氩弧焊接上芯层2、下芯层3周边，在所述通气槽位置焊接通气管；

步骤4、将焊接好的上芯层2、下芯层3及上蒙皮1、下蒙皮4进行酸洗，将上蒙皮1与上芯层2进行焊接，下蒙皮4与下芯层3进行焊接；

步骤5、将上下模具7的内腔及翼舵零件内外表面涂覆阻焊剂，将焊接好的坯料装入上下模具7之间的空间，并安装在超塑成形压力机上；

步骤6、对安装在超塑成形压力机上的整体坯料进行反复抽真空、充氩气至少三次后，充入氩气作为保护气体，进行升温；

步骤7、温度达到930℃温度后，按照设定好的气压加载曲线充入氩气；

步骤8、气压加载完成后降温，温度降到300℃后取出零件；

步骤9、根据模型机加翼舵零件外型面。

优选地，所述翼舵零件为TA15钛合金翼舵零件，尺寸为650mm ×400mm，内部为空心芯格结构，芯格尺寸为70mm×50mm。

优选地，所述翼舵零件板料厚度为1.2mm。

优选地，所述翼舵零件的芯层尺寸比上蒙皮1、下蒙皮4尺寸周边均大0.5mm，芯层焊接周边收缩后与上蒙皮1、下蒙皮4尺寸均相同。