一種高溫合金薄壁機(jī)匣零件采用電弧加熱的校形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種高溫合金薄壁機(jī)厘零件采用電弧加熱 的校形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫合金薄壁機(jī)厘零件是一個(gè)由內(nèi)環(huán)、多邊形的外機(jī)厘W及連接內(nèi)環(huán)與外機(jī)厘的 八根支承管焊接成整體的焊接結(jié)構(gòu)組件。該機(jī)厘結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊縫數(shù)量多，其多焊縫結(jié)構(gòu)在制 造中必然會(huì)存在較大的焊接應(yīng)力。同時(shí)在其正常工作時(shí)，會(huì)有冷氣流從外機(jī)厘通過，熱氣流 從支承管通過，運(yùn)導(dǎo)致外機(jī)厘受冷氣流作用呈收縮趨勢，對(duì)支承管產(chǎn)生壓力；而支承管又有 熱氣流通過，支承管自身受熱膨脹，對(duì)外機(jī)厘和內(nèi)環(huán)產(chǎn)生壓應(yīng)力作用。因此，工作中的壓應(yīng) 力和制造結(jié)構(gòu)焊接壓應(yīng)力疊加，會(huì)使機(jī)厘承受更加巨大的應(yīng)力，迫使其較大幾率產(chǎn)生過量 變形。
[0003] 基于上述原因，該機(jī)厘經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的尺寸超差情況，目前尚無法通過機(jī) 械加工方法進(jìn)行尺寸恢復(fù)。通常采用的校形方法是使用馬弗爐進(jìn)行熱處理校形，并輔W專 用的熱脹形工裝對(duì)其進(jìn)行整體校形；但此方法工藝復(fù)雜、校形周期較長，需設(shè)計(jì)專用工裝， 且效果不明顯；同時(shí)熱處理的次數(shù)有限制，導(dǎo)致部分無法校形機(jī)厘只能報(bào)廢。在嚴(yán)重制約該 零件的生產(chǎn)及成品的配套的同時(shí)，還造成巨大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種工藝簡單、操作方便、且效果明顯的高 溫合金薄壁機(jī)厘零件采用電弧加熱的校形方法。 陽〇化]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種高溫合金薄壁機(jī)厘零件采用 電弧加熱的校形方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一：校形前尺寸測量，
[0007] 選取各支承管的外端作為測量點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記，采用百分表對(duì)機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的 跳動(dòng)值進(jìn)行測量，并記錄；
[0008] 步驟二：確定松形先后順序，
[0009] 先對(duì)跳動(dòng)值最小值點(diǎn)進(jìn)行加熱校形，然后對(duì)與該點(diǎn)相鄰兩點(diǎn)進(jìn)行加熱校形，此兩 點(diǎn)中跳動(dòng)值較小的優(yōu)先校形，如相同則不分先后順序；
[0010] 步驟Ξ:電弧加熱校形，
[0011] 根據(jù)步驟二中確定的校形先后順序，依次對(duì)所述Ξ個(gè)測量點(diǎn)兩側(cè)的加強(qiáng)筋進(jìn)行電 弧加熱；
[0012] 步驟四：校形后精確測量，
[0013] 對(duì)機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng)值進(jìn)行測量并記錄，得出徑跳值，若該值符合設(shè)計(jì)要 求，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟五，否則返回執(zhí)行步驟二；
[0014] 步驟五：消除應(yīng)力熱處理，并對(duì)熱處理后的機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng)值進(jìn)行測量 并記錄，得出徑跳值，若該值符合設(shè)計(jì)要求，貝陽日熱校形結(jié)束，否則返回執(zhí)行步驟二。
[0015] 步驟五中所述的消除應(yīng)力熱處理，其具體步驟如下：
[0016] 步驟A:將機(jī)厘在720°C保溫8小時(shí)；
[0017] 步驟B:W55°CA的降溫速度將機(jī)厘冷卻到620°C后，保溫8小時(shí)； 陽01引步驟C:空冷至室溫。
[0019] 本發(fā)明的有益效果：
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高溫合金薄壁機(jī)厘零件采用電弧加熱的校形方法工藝 過程簡單、操作方便、校形周期短；校形過程無需專用工裝輔助，可節(jié)省工裝設(shè)計(jì)和制造費(fèi) 用；校形可控，效果顯著，平均一次校形即可合格。本發(fā)明可保證其校形后尺寸合格，不但可 W挽回大量的損失，而且可對(duì)其他相似結(jié)構(gòu)零件的校形提供一個(gè)參考和依據(jù)。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高溫合金薄壁機(jī)厘零件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為圖1的高溫合金薄壁機(jī)厘零件的測量點(diǎn)位置示意圖； 陽02引圖中：1-外機(jī)厘，2-支承管，3-內(nèi)環(huán)，4-加強(qiáng)筋。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[00巧]W-種高溫合金薄壁機(jī)厘零件為例，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由外機(jī)厘1、八根支承管2 及內(nèi)環(huán)3組成；其中，外機(jī)厘1是由鑄件和飯金件組成的薄壁焊接件，整體結(jié)構(gòu)近似為八邊 形，其在焊接應(yīng)力的影響下，不僅自身會(huì)發(fā)生變形，還會(huì)帶動(dòng)支承管2,導(dǎo)致內(nèi)環(huán)3的變形。 同時(shí)因裝配的需要，內(nèi)環(huán)3的圓度比外機(jī)厘1有更為嚴(yán)格要求，其百分表所測量的徑跳值需 小于0. 08mm。加強(qiáng)筋4為外機(jī)厘1與支承管2連接處的長形凸起結(jié)構(gòu)，其與外機(jī)厘1整體 鑄造，并與支承管2焊接相連。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，經(jīng)分析可對(duì)加強(qiáng)筋4近支承管2處進(jìn)行 加熱，W用于對(duì)內(nèi)環(huán)3的校形，其具體校形方法包括如下步驟：
[0026] 步驟一：校形前尺寸測量，
[0027] 將機(jī)厘整體裝夾在精密旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，選取各支承管的外端作為測量點(diǎn)，依據(jù)其支承 管的數(shù)量將其分為八個(gè)測量點(diǎn)，分別為測量點(diǎn)A、測量點(diǎn)B、測量點(diǎn)C、測量點(diǎn)D、測量點(diǎn)E、測 量點(diǎn)F、測量點(diǎn)G和測量點(diǎn)H，如圖2所示進(jìn)行標(biāo)記。采用百分表對(duì)機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳 動(dòng)值進(jìn)行測量；W其中跳動(dòng)值最大點(diǎn)A點(diǎn)為基點(diǎn)，即A點(diǎn)跳動(dòng)值為0,分別記錄各測量點(diǎn)所 對(duì)應(yīng)的跳動(dòng)值，其測量結(jié)果如表1所示。上述八個(gè)測量點(diǎn)只具有比較意義，只能反映變形變 化趨勢；跳動(dòng)值最大值與最小值的差值近似為徑跳值，即此時(shí)內(nèi)環(huán)的徑跳值為0. 12mm。
[0028] 表1機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)變形尺寸
[0029]
[0030] 步驟二：確定松形先后順序，
[0031] 根據(jù)表1的數(shù)據(jù)變化規(guī)律，先對(duì)跳動(dòng)值最小值點(diǎn)進(jìn)行加熱校形，然后對(duì)與該點(diǎn)相 鄰兩點(diǎn)進(jìn)行加熱校形，此兩點(diǎn)中跳動(dòng)值較小的優(yōu)先校形，如相同則不分先后順序；因此，依 次對(duì)測量點(diǎn)E、測量點(diǎn)D、測量點(diǎn)FΞ點(diǎn)進(jìn)行加熱校形。
[0032] 步驟Ξ:電弧加熱校形，
[0033] 根據(jù)步驟二中確定的校形先后順序，依次對(duì)所述Ξ個(gè)測量點(diǎn)兩側(cè)的加強(qiáng)筋進(jìn)行電 弧加熱。
[0034] 校形前需對(duì)待加熱處進(jìn)行清理，清理方法為使用潔凈的棉花薩取丙酬仔細(xì)清理， 保證不小于10mm的范圍內(nèi)無氧化物、油污及其他外來物。本實(shí)施例采用鶴極惰性氣體弧焊 中的不填絲手工鶴極氣弧焊的方法進(jìn)行校形，設(shè)備為米勒焊機(jī)。因?yàn)榇藭r(shí)內(nèi)環(huán)的徑跳值為 0. 12mm，大于0. 1mm，因此根據(jù)表2所列參數(shù)選取相應(yīng)的參數(shù)：鶴絲直徑為1. 0mm，加熱電流 為25A，電弧電壓為10V，氣氣流量為化/min。
[0035] 在對(duì)測量點(diǎn)E兩側(cè)加強(qiáng)筋加熱時(shí)，由于該處的變形量較大，因此加熱時(shí)間為10s; 在對(duì)測量點(diǎn)D、測量點(diǎn)F兩側(cè)加強(qiáng)筋加熱時(shí)，由于該處的變形量相對(duì)測量點(diǎn)E較小，因此加熱 時(shí)間為5s。
[0036] 表2氣弧焊加熱校形參數(shù)表
[0037]
[00測步驟四：校形后精確測量，
[0039] 對(duì)機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng)值進(jìn)行測量并記錄，校形前后各測量點(diǎn)尺寸變化如表 3所示，得出校形后內(nèi)環(huán)的徑跳值，其結(jié)果為0. 06mm，該值小于0. 08mm，符合設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)去 執(zhí)行步驟五；若結(jié)果大于0. 08mm，則需返回執(zhí)行步驟二，在滿足補(bǔ)焊次數(shù)的情況下重復(fù)校 形至合格為止。
[0040] 表3校形前后各測量點(diǎn)尺寸變化 [0041 ]
[0042] 步驟五：消除應(yīng)力熱處理，
[0043] 所述的消除應(yīng)力熱處理，其具體步驟如下： W44] 步驟A:將機(jī)厘在720°C保溫8小時(shí)； W45] 步驟B:W55°CA的降溫速度將機(jī)厘冷卻到620°C后，保溫8小時(shí)； W46] 步驟C:空冷至室溫。
[0047] 對(duì)熱處理后的機(jī)厘內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng)值進(jìn)行測量并記錄，得出此時(shí)內(nèi)環(huán)的徑跳 值，其結(jié)果為0. 05mm，該值小于0. 08mm，符合設(shè)計(jì)要求，加熱校形結(jié)束；若結(jié)果大于0. 08mm， 則需返回執(zhí)行步驟二，在滿足熱處理次數(shù)的情況下直至合格為止。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高溫合金薄壁機(jī)匣零件采用電弧加熱的校形方法，其特征在于，包括如下步 驟： 步驟一：校形前尺寸測量， 選取各支承管的外端作為測量點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記，采用百分表對(duì)機(jī)匣內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng) 值進(jìn)行測量，并記錄； 步驟二：確定校形先后順序， 先對(duì)跳動(dòng)值最小值點(diǎn)進(jìn)行加熱校形，然后對(duì)與該點(diǎn)相鄰兩點(diǎn)進(jìn)行加熱校形，此兩點(diǎn)中 跳動(dòng)值較小的優(yōu)先校形，如相同則不分先后順序； 步驟三：電弧加熱校形， 根據(jù)步驟二中確定的校形先后順序，依次對(duì)所述三個(gè)測量點(diǎn)兩側(cè)的加強(qiáng)筋進(jìn)行電弧加 執(zhí). ， 步驟四：校形后精確測量， 對(duì)機(jī)匣內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng)值進(jìn)行測量并記錄，得出徑跳值，若該值符合設(shè)計(jì)要求，則 轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟五，否則返回執(zhí)行步驟二； 步驟五：消除應(yīng)力熱處理，并對(duì)熱處理后的機(jī)匣內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)的跳動(dòng)值進(jìn)行測量并記 錄，得出徑跳值，若該值符合設(shè)計(jì)要求，則加熱校形結(jié)束，否則返回執(zhí)行步驟二。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金薄壁機(jī)匣零件采用電弧加熱的校形方法，其特征在 于步驟五中所述的消除應(yīng)力熱處理，其具體步驟如下： 步驟A:將機(jī)匣在720°C保溫8小時(shí)； 步驟B:以55°C/h的降溫速度將機(jī)匣冷卻到620°C后，保溫8小時(shí)； 步驟C:空冷至室溫。
【專利摘要】一種高溫合金薄壁機(jī)匣零件采用電弧加熱的校形方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。方法：步驟一：校形前尺寸測量，選取各支承管的外端作為測量點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)跳動(dòng)值進(jìn)行測量；步驟二：確定校形先后順序，先對(duì)跳動(dòng)值最小值點(diǎn)加熱校形，然后對(duì)與該點(diǎn)相鄰兩點(diǎn)加熱校形，此兩點(diǎn)中跳動(dòng)值較小的優(yōu)先校形；步驟三：電弧加熱校形，根據(jù)校形先后順序依次對(duì)測量點(diǎn)兩側(cè)的加強(qiáng)筋進(jìn)行電弧加熱；步驟四：校形后精確測量，對(duì)內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)跳動(dòng)值進(jìn)行測量，得出徑跳值，若該值符合設(shè)計(jì)要求，則執(zhí)行步驟五，否則執(zhí)行步驟二；步驟五：消除應(yīng)力熱處理，并對(duì)熱處理后的內(nèi)環(huán)各測量點(diǎn)跳動(dòng)值進(jìn)行測量，得出徑跳值，若該值符合設(shè)計(jì)要求，則校形結(jié)束，否則執(zhí)行步驟二。
【IPC分類】B21D37/16, B21C51/00, B21D3/16
【公開號(hào)】CN105290162
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510776791
【發(fā)明人】周冠男, 高浚, 李曉光, 宋文清, 高山
【申請(qǐng)人】沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日