[发明专利]一种通道结构板管组合气胀扩散成形方法

说明书

一种通道结构板管组合气胀扩散成形方法，涉及精密塑性领域，包括：将多个管体并排连接，得到排管；在排管的每个管体的端部焊接封头；将通气管与封头焊接，通气管与管体内部连通，得到焊后排管；将上板和下板连接于焊后排管两侧，得到板管组件；将板管组件安装于热压气胀弯曲模具中，模具升温到750℃，向通气管内通入高压气并合模，得到成型板管；将成型板管置于气胀扩散模具内，气胀扩散模具的温度升高至920℃，向通气管内通入高压气并保压，实现管体的气胀成形、管体与管体之间的扩散连接、管体与上板和下板之间的扩散连接，切除两端得到中空通道结构。成形后的产品无需进行热处理，极大的缩短产品周期，降低生产成本。

技术领域

本发明属于精密塑性加工领域，涉及到一种通道结构板管组合气胀扩散成形方法。本方法主要用于中空通道结构的研制过程。

背景技术

在随着航空航天领域产品的更新换代，产品结构功能一体化成为了重要的发展方向。中空带通道结构既能满足产品自身综合力学性能，又最大限度的实现了轻量化。最重要的是在满足结构性能的基础上兼备了部分功能需求，如通道可用于穿线缆，穿导管，运输或暂存液体等。正因如此，中空通道结构在航空航天的许多构件上均有很高的应用潜力。中空带通道结构目前可采用铸造，增材的方式加工。铸造加工后产品重量大，性能差，且周期长；增材制造难以成形超薄壁厚的零件，且成形后热处理变形难以控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通道结构板管组合气胀扩散成形方法，该方法可以实现通道结构的快速研制，且成形后的产品无需进行热处理，极大的缩短产品周期，降低生产成本。此外，本方法尤其适用壁厚较薄的通道结构成形，可满足产品整体轻量化要求，实现了中空通道结构的将本增效。。

本发明的技术解决方案是：

一种通道结构板管组合气胀扩散成形方法，包括：

S1:备料，获得上板、下板和多个管体；

S2:将多个管体并排连接，得到排管；

S3:在排管的每个管体的端部用封头焊接，每个管体的至少一端的封头中部设有中间通气孔；

S4:将通气管在中间通气孔位置与封头焊接，得到焊后排管；

S5:将上板和下板分别连接于焊后排管的上下两侧，得到板管组件；

S6:按照设计形状，将板管组件安装于热压气胀弯曲模具中，待模具升温到750℃～800℃，向通气管内通入高压气并合模，实现热压气胀弯曲成形，得到成型板管；

S7:将成型板管置于气胀扩散模具内，气胀扩散模具的温度升高至910℃～930℃，向通气管内通入高压气并保压，实现管体的气胀成形、管体与管体之间的扩散连接、以及管体与上板和下板之间的扩散连接，切除两端得到中空通道结构。

所述管体的长度比设计长度多出10mm～20mm的余量。

所述步骤S2中，多个管体的并排连接通过点焊的方式实现连接，每相邻的两个管体之间点焊数量为2个，位置在管体两端的余量处。

所述步骤S1中，用激光切割的方式进行上板和下板的下料，上板、下板和多个管体均进行酸洗表面处理。

所述封头与管体之间的焊接方式采用氩弧焊；通气管与封头之间的连接方式采用氩弧焊。

所述步骤S5中，上板和下板连接于焊后排管的两侧采用点焊的方式。

所述步骤S7中，切除两端的余量，得到中空通道结构。

所述气胀扩散模具包括上模和下模，上模设有上模腔，下模设有与上模腔正对的下模腔，上模和下模开设有与通气管配合的凹槽，以使通气管能够通过凹槽伸出气胀扩散模具外部，通气管的外径小于封头的外径，上模腔和下模腔沿着管体长度方向尺寸与焊接封头后的管体尺寸一致。