一種鋁合金蒙皮拉伸成型方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金蒙皮拉伸成型方法。以解決材料浪費(fèi)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是：預(yù)備兩塊鉗口余量板；將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板的對(duì)接面清理干凈，去除表面包鋁層，然后用丙酮清洗；將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板固定在夾緊工作臺(tái)上；采用攪拌摩擦焊進(jìn)行焊接，使蒙皮成型毛料板兩側(cè)各焊接一塊鉗口余量板，得預(yù)拉伸件；將預(yù)拉伸件置于蒙皮拉伸機(jī)上進(jìn)行拉伸成型，成型后將兩側(cè)的鉗口余量板沿焊縫切除。本發(fā)明可提高材料的利用率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種鋁合金蒙皮拉伸成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種在飛機(jī)制造業(yè)中，采用攪拌摩擦焊拼焊結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋁合金蒙皮拉伸成型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)制造業(yè)領(lǐng)域，在生產(chǎn)中，鋁合金蒙皮拉伸成型是利用整塊的板材進(jìn)行的，零件成型后兩側(cè)的鉗口余量切下即成廢品，以某鋁合金蒙皮零件為例，蒙皮零件展開(kāi)尺寸為400mmX 450mm,而成型時(shí)，需要的毛料尺寸卻為600mmX 1590mm,材料利用率僅30 %，浪費(fèi)嚴(yán)重。在生產(chǎn)中這種鋁合金蒙皮零件的需求量很大，蒙皮材料利用率一般處于30% -40%,因此，耗費(fèi)極大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種提高材料的利用率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的采用攪拌摩擦焊拼焊結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋁合金蒙皮拉伸成型的方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種鋁合金蒙皮拉伸成型方法，方法如下:
[0005]I)預(yù)備兩塊鉗口余量板；
[0006]2)將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板的對(duì)接面清理干凈，去除表面包鋁層，然后用丙酮清洗；優(yōu)選的，蒙皮成型毛料板的厚度為2-3.5mm。
[0007]3)將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板固定在夾緊工作臺(tái)上；
[0008]4)采用攪拌摩擦焊進(jìn)行焊接，使蒙皮成型毛料板兩側(cè)各焊接一塊鉗口余量板，得預(yù)拉伸件；
[0009]5)將預(yù)拉伸件置于蒙皮拉伸機(jī)上進(jìn)行拉伸成型，成型后將兩側(cè)的鉗口余量板沿焊縫切除。
[0010]上所述的鋁合金蒙皮拉伸成型方法，在攪拌摩擦焊焊接工序中，采用的攪拌工具是:材質(zhì)為W18Cr4V，軸肩直徑為10mm-13mm，攪拌頭為錐形結(jié)構(gòu)，且為左旋螺紋，攪拌頭長(zhǎng)度為L(zhǎng)= δ -0.2mm,所述的δ為蒙皮毛料板厚度。
[0011]上述的鋁合金蒙皮拉伸成型方法，在攪拌摩擦焊焊接工序中，工藝參數(shù)為:攪拌頭的傾斜角為2。，攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，軸肩下壓量為0.2mm-0.25mm，旋轉(zhuǎn)速度為700rpm-800rpm,焊接速度為 150mm/min-235mm/min。
[0012]為了提高材料的利用率，本著降本增效的目的，本發(fā)明創(chuàng)造性的改為采用拼焊結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行拉伸成型。然而，由于蒙皮在拉伸成型時(shí)需要承受約500KN的拉力，對(duì)焊接質(zhì)量要求比較高，工藝急需解決的問(wèn)題是找到一個(gè)合適的拼焊工藝，使焊接強(qiáng)度滿足拉伸成型的要求，焊接方法可靠且操作簡(jiǎn)單。但是，蒙皮材料主要為2000系和7000系的高強(qiáng)鋁合金(退火態(tài))，這種高強(qiáng)鋁合金焊接性較差，采用傳統(tǒng)熔焊方法時(shí)，焊接過(guò)程中易產(chǎn)生氣孔，裂紋等缺陷，焊接變形大，接頭性能大大降低，無(wú)法滿足蒙皮拉伸成型的工藝要求。經(jīng)發(fā)明人的不斷探索研究及大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用攪拌摩擦焊的焊接方式，獲得了組織致密、無(wú)缺陷的焊縫，焊接接頭力學(xué)性能滿足蒙皮拉伸成型的要求。本發(fā)明通過(guò)攪拌摩擦焊技術(shù)將蒙皮成型毛料改為拼焊結(jié)構(gòu)，即將蒙皮拉伸零件須用材料與鉗口余量材料進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)鉗口余量鋁合金反復(fù)切割焊接利用，使材料利用率提高40%以上，降低生產(chǎn)成本。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]I)本發(fā)明通過(guò)攪拌摩擦焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)蒙皮成型毛料的拼焊結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)行拉伸成型，實(shí)現(xiàn)鉗口余量鋁合金板材反復(fù)切割焊接利用，使材料利用率提高40%以上，降低生產(chǎn)成本。
[0015]2)本發(fā)明涉及的焊接后的鋁合金板材在蒙皮拉伸機(jī)上進(jìn)行拉伸成型，焊縫強(qiáng)度滿足生產(chǎn)要求，焊縫處無(wú)裂紋。
[0016]3)本發(fā)明涉及的攪拌摩擦焊設(shè)備是由普通立式銑床改裝而成，焊接過(guò)程中無(wú)飛濺、無(wú)煙塵、無(wú)氣孔，不需添加焊絲和保護(hù)氣體，操作簡(jiǎn)單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是實(shí)施例采用的蒙皮毛料板的分割示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明攪拌摩擦焊焊接示意圖。
[0019]圖3是成型拉伸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例一種鋁合金蒙皮拉伸成型方法
[0021]一種7Β04( δ 3mm)招合金蒙皮，展開(kāi)尺寸為400mmX450mm,成型毛料尺寸為600mmX 1590mmX δ 3mm。米用本發(fā)明的方法如下:
[0022]I)如圖1所示，蒙皮毛料板尺寸為600mmX 1590mm, δ = 3mm。將一張蒙皮毛料板分割成三部分，中部為蒙皮成型毛料板(I) (590mmX600mmX δ 3mm)，兩側(cè)為鉗口余量板
(2)(500mm X 600mm X δ 3mm)。
[0023]2)將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板的對(duì)接面清理干凈，去除對(duì)接面的表面包鋁層，然后用丙酮清洗以去除表面油污和粘附物。
[0024]3)如圖2所示，將鉗口余量板(2)和蒙皮成型毛料板(I)固定在夾緊工作臺(tái)(3)上，保證裝夾好的焊縫線與攪拌頭行走軌跡重合。
[0025]4)采用攪拌摩擦焊進(jìn)行焊接，使蒙皮成型毛料板(I)兩側(cè)各焊接一塊鉗口余量板
(2)，得預(yù)拉伸件。
[0026]采用的攪拌工具(4)是:材質(zhì)為W18Cr4V，軸肩直徑為10mm-13mm，攪拌頭為錐形結(jié)構(gòu)，且為左旋螺紋，攪拌頭長(zhǎng)度為L(zhǎng) = 2.8mm。
[0027]在攪拌摩擦焊焊接工序中，工藝參數(shù)為:攪拌頭的傾斜角為2°，攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，軸肩下壓量為0.2mm，旋轉(zhuǎn)速度為800rpm，焊接速度為200mm/min。
[0028]焊接時(shí)，將攪拌工具(4)通過(guò)主軸(6)與攪拌摩擦焊設(shè)備連接，通過(guò)攪拌摩擦焊焊接后的預(yù)拉伸件，焊縫(5)表面質(zhì)量良好，紋理細(xì)膩均勻，無(wú)飛邊和裂紋，經(jīng)X射線檢測(cè)，內(nèi)部無(wú)明顯缺陷，無(wú)未焊接現(xiàn)象。
[0029]5)如圖3所示，將預(yù)拉伸件裝夾到蒙皮拉伸機(jī)的模胎(8)上，設(shè)備鉗口(7)將兩側(cè)的鉗口余量板(2)夾緊，按照實(shí)際蒙皮零件的成型工藝，在蒙皮拉伸機(jī)上進(jìn)行拉伸成型，成型后將兩側(cè)的鉗口余量板沿焊縫(5)切除，獲得合格的蒙皮零件。
[0030]同時(shí)，切割下來(lái)的鉗口余量板可以反復(fù)利用，即將切割下來(lái)的鉗口余量板再與另一個(gè)蒙皮成型毛料板(I)采用攪拌摩擦焊焊接，繼續(xù)進(jìn)行另一個(gè)蒙皮成型零件的拉伸成型。切割下來(lái)的鉗口余量板可以反復(fù)利用，因此使得零件材料利用率提高60%，大大降低了生產(chǎn)成本。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金蒙皮拉伸成型方法，其特征在于方法如下: 1)預(yù)備兩塊鉗口余量板； 2)將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板的對(duì)接面清理干凈，去除表面包鋁層，然后用丙酮清洗； 3)將鉗口余量板和蒙皮成型毛料板固定在夾緊工作臺(tái)上； 4)采用攪拌摩擦焊進(jìn)行焊接，使蒙皮成型毛料板兩側(cè)各焊接一塊鉗口余量板，得預(yù)拉伸件； 5)將預(yù)拉伸件置于蒙皮拉伸機(jī)上進(jìn)行拉伸成型，成型后將兩側(cè)的鉗口余量板沿焊縫切除。
2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金蒙皮拉伸成型方法，其特征在于:在攪拌摩擦焊焊接工序中，采用的攪拌工具是:材質(zhì)為W18Cr4V，軸肩直徑為10mm-13mm，攪拌頭為錐形結(jié)構(gòu)，且為左旋螺紋，攪拌頭長(zhǎng)度為L(zhǎng)= δ -0.2mm,所述的δ為蒙皮成型毛料板厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的鋁合金蒙皮拉伸成型方法，其特征在于:在攪拌摩擦焊焊接工序中，工藝參數(shù)為:攪拌頭的傾斜角為2°，攪拌頭旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，軸肩下壓量為0.2mm-Q.25mm,旋轉(zhuǎn)速度為 700rpm-800rpm,焊接速度為 150mm/min-235mm/min。
4.如權(quán)利要求1、2 或3所述的鋁合金蒙皮拉伸成型方法，其特征在于:所述的蒙皮成型毛料板的厚度為2-3.5_。
【文檔編號(hào)】B23K20/26GK104014999SQ201410258656
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】韓培培, 楊磊, 劉曉寒, 彭皓云 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司