[发明专利]一种性能均匀的大型铝合金拼焊板封头整体成形的方法

摘要

一种性能均匀的大型铝合金拼焊板封头整体成形的方法，它涉及一种铝合金拼焊板封头的成形方法。本发明的目的是要解决现有整体成形得到铝合金拼焊板封头存在壁厚和力学性能分布不均匀的问题。方法：一、搅拌摩擦焊接；二、局部胀形，得到预制件；三、热处理；四、充液拉深模二次成形，得到成形后封头；五、固溶处理，得到大型铝合金拼焊板封头。优点：成形的大型铝合金拼焊板封头壁厚和力学性能均匀，厚度分布差≤10％，强度分布差≤30MPa。本发明主要用于性能均匀的大型铝合金拼焊板封头的整体成形。

主权项

1.一种性能均匀的大型铝合金拼焊板封头整体成形的方法，其特征在于一种性能均匀的大型铝合金拼焊板封头整体成形的方法是按以下步骤完成的：一、搅拌摩擦焊接：采用焊接前进速度为200mm/min～400mm/min，旋转速度为800rpm～1000rpm的搅拌摩擦焊接方法制备大型铝合金拼焊板，所述大型铝合金拼焊板的宽度≥4000mm；二、局部胀形：利用局部预胀模具对大型铝合金拼焊板进行局部胀形，所述局部预胀模具包括局部胀形模(1)、预胀凹模(2)和充液室(3)，充液室(3)内设有圆柱形内腔(3‑1)，且充液室(3)的圆柱形内腔(3‑1)通过注液孔(3‑2)与液压系统的液体介质腔连通，预胀凹模(2)呈环形，且预胀凹模(2)的环形内径≤圆柱形内腔(3‑1)的直径，局部胀形模(1)设有穹顶形模腔(1‑1)，穹顶形模腔(1‑1)端面圆形直径小于大型铝合金拼焊板上相邻两条焊缝之间的距离，将大型铝合金拼焊板放入局部预胀模具的局部胀形模(1)和预胀凹模(2)之间，且保证大型铝合金拼焊板的焊缝位于穹顶形模腔(1‑1)外，局部预胀模具合模并施加3MPa～5MPa的单位面积压边力，利用液压系统将液体介质腔内液体介质通过注液孔(3‑2)注入充液室(3)内，使充液室(3)内充满液体介质，利用液压系统继续增压至5MPa～10MPa，在液体压力为5MPa～10MPa下使大型铝合金拼焊板完全贴靠到局部胀形模的穹顶形模腔(1‑1)，得到预制件；三、热处理：将预制件放入热处理炉内，在温度250℃～350℃下热处理，热处理时间为1h～2h，然后以30℃/h～50℃/h的降温速度炉冷至200℃取出，再空冷至室温，得到热处理后的预制件；四、二次变形：利用充液拉深模具对热处理后的预制件进行二次变形，所述充液拉深模具包括凸模(4)、压边圈(5)、二次变形凹模(6)和充液拉深室(7)，充液拉深室(7)内设有圆柱形液腔(7‑1)，且充液拉深室(7)的圆柱形液腔(7‑1)通过充液孔(7‑2)与液压系统的液体介质腔连通，二次变形凹模(6)呈环形，且二次变形凹模(6)的环形内径≤圆柱形液腔(7‑1)的直径，压边圈(5)呈环形，且压边圈(5)的环形内径与二次变形凹模(6)的环形内径相等，依据大型铝合金拼焊板封头实际尺寸设计凸模(4)，且凸模(4)外沿圆形的直径≤压边圈(5)的环形内径，将热处理后的预制件翻转后放入充液拉深模具的压边圈(5)和二次变形凹模(6)之间，充液拉深模具合模并施加3MPa～5MPa的单位面积压边力，利用液压系统将液体介质腔内液体介质通过充液孔(7‑2)注入充液拉深室(7)内，使充液拉深室(7)内充满液体介质，利用液压系统继续增压至10MPa～20MPa，在液体压力为10MPa～20MPa下凸模(4)下移使热处理后的预制件进行二次变形，得到成形后封头；五、固溶处理：将成形后封头在温度500℃～540℃下固溶处理，固溶处理时间为0.5h～1h，取出后水淬，然后在温度160℃～180℃下人工时效处理，人工时效处理时间为10h～48h，取出空冷至室温，得到大型铝合金拼焊板封头。