[发明专利]Φ3350mm2195铝锂合金整体箱底旋压温度场控制方法

说明书

本发明涉及一种Φ3350mm 2195铝锂合金整体箱底旋压温度场控制方法，针对Φ3350mm 2195铝锂合金整体箱底旋压件成形过程的温度控制难点，设计了整体箱底旋压温度场控制工装，采用分体模块化设计及制造、然后进行装配连接的方案，即采用“支撑环+通气环+伸缩杆+火焰喷嘴+进气嘴”的结构设计，使得2195铝锂合金旋压板坯在全旋程均可以获得良好的补偿加热效果，满足了变形区在全旋程中温度要求，消除了变形温度不足引起的旋压缺陷，避免了人工加热带来的的安全隐患，整体箱底旋压件内型面与理论样板单边间隙≤3mm。本发明操作过程简单、高效，适宜于批量处理，具有较强的可操作性和实用性。

技术领域

本发明涉及一种铝锂合金整体箱底旋压温度场控制方法，尤其涉及一种Φ3350mm2195铝锂合金整体箱底旋压温度场控制方法，属于贮箱壳体制造技术领域。旋压温度场控制是指确保2195铝锂合金整体箱底全旋程变形区温度处于280～350℃范围内。

背景技术

新一代大型航天运载系统是维护航天强国地位，保持空间优势的重要基础；它是探索遥远太空、拓展人类生存空间所必需的工具。以新一代大型航天运载技术为代表的航天科技在提升国际地位、展示综合国力等方面具有重要作用，它为后续空间开发和利用奠定基础，是保持空间优势核心能力的关键支柱。轻质化和高可靠性是新一代大型航天运载系统关键的技/战术指标。

推进剂贮箱作为新一代大型航天运载系统的关键子系统，其轻质化和可靠性直接影响整个运载系统的运载效率和服役寿命。2195铝锂合金是目前国际上工程应用的最轻质贮箱材料，而旋压技术是大型、超大型贮箱箱底结构主流的成形工艺，可大幅提升结构件可靠性。为满足型号的技/战术指标，其对直径Φ3350mm 2195铝锂合金整体旋压箱底制造技术提出了需求。

针对直径≥Ф3350mm的大型、超大型2195铝锂合金贮箱整体旋压箱底，旋压温度场是实现其成形的最关键控制要素。而构件尺寸量级较大，若采用常规人工手持加热的方式进行多点补偿加热，场地面积限制了加热人员的数量，补偿加热效果较差，无法满足2195铝锂合金旋压变形温区的需求，极易出现多种旋压缺陷，影响整体箱底旋压件的成形质量；同时在旋压变形过程中也极易出现人员安全风险，可操作性较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足之处，提供一种Φ3350mm 2195铝锂合金整体箱底旋压温度场控制方法，满足2195铝锂合金整体箱底的旋压变形温区需求，实现良好的多点补偿加热效果，避免构件出现由于成形温度不足引发的缺陷，同时确保现场操作人员人身安全，保障了大型、超大型2195铝锂合金整体箱底旋压件的成形质量。

本发明的技术方案是：Φ3350mm 2195铝锂合金整体箱底旋压温度场控制方法，该方法的步骤包括：

(1)制备整体箱底旋压温度场控制工装；所述的工装包含支撑环、通气环、伸缩杆、火焰喷嘴、进气嘴；

所述伸缩杆用于将支撑环与旋压设备装配连接；所述火焰喷嘴的数量为10～16个，所述支撑环上设置与火焰喷嘴数量一致并且尺寸匹配的通孔，所述通气环内设置环形空心夹层，通气环上设置与火焰喷嘴数量一致并且尺寸匹配的螺纹孔，每个火焰喷嘴均依次穿过支撑环上的通孔、通气环上的螺纹孔，使得火焰喷嘴与所述支撑环、通气环装配、连接，火焰喷嘴下端端面与通气环内环形空心夹层内径所在位置相接触；所述通气环上还应设置与进气嘴数量一致并且尺寸匹配的螺纹孔；所述进气嘴数量至少2个，其一端连接通气环、另一端用于连接火焰喷嘴燃烧所用的混合气体气源；进气嘴与通气环连接端面恰好与通气环内环形空心夹层外径所在位置相接触；

(2)制备2195铝锂合金旋压板坯；

(3)将步骤(1)制作的工装的伸缩杆分别与旋压设备的左、右顶出油缸连接、固定；进气嘴分别与待混合的气体气瓶瓶嘴接口装配、连接，将上述板坯固定安装在旋压芯模上；

(4)开始旋压成形，成形过程中旋压芯模保持旋转，伸缩杆沿轴向运动；