[发明专利]一种合金三层结构表面沟槽控制方法

说明书

本发明涉及到一种Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构表面沟槽控制方法，属于三层结构超塑成形技术领域，它适用于航空航天用超塑成形三层结构件表面沟槽缺陷控制。本发明的方法可实现一种Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构表面沟槽控制，按照以上方法可控制三层结构表面沟槽深度不大于0.3mm；该表面沟槽控制方法适用于不同蒙皮芯层厚度比、不同焊缝宽度、不同成形后蒙皮芯层夹角的Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构。

技术领域

本发明涉及到一种Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构表面沟槽控制方法，属于三层结构超塑成形技术领域，它适用于航空航天用超塑成形三层结构件表面沟槽缺陷控制。

背景技术

当前，航空航天产品零件正向轻量化、复杂化及整体化方向发展。超塑成形/扩散链接(SPF/DB)组合工艺技术可以制造具有复杂外形曲面、内筋加强的多层中空夹层结构，在减小构件重量、改善结构完整性和提高机体承载效率等方面具有独特技术优势。但是超塑成形/扩散链接(SPF/DB)过程中构件经历较长时间的热暴露，性能会有一定程度的下降。激光焊接技术以其具有能量密度高、焊接速度快、焊缝深宽比大、热影响区窄及变形小等优点受到人们关注。将激光焊接与超塑成形相结合可缩减坯料在高温下停留时间，对减少材料性能的损失和提高成形效率十分有利，将激光焊接与超塑成形复合技术应用于Ti₂AlNb合金三层结构成形，可大大缩短构件热循环周期，提高零部件生产的质量与效率。激光焊接/超塑成形三层结构芯层波峰与蒙皮激光焊接处由于受向内的拉应力而易出现表面沟槽缺陷，表面沟槽缺陷导致三层结构难以满足表面平整度要求，影响其使用性能，因此，急需提出表面沟槽缺陷控制方法。

发明内容

本发明的解决解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构表面沟槽控制方法，该方法能够有效地控制Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构表面沟槽缺陷的产生，使表面光滑过渡。

本发明的技术解决方案是：

一种Ti₂AlNb合金激光焊接/超塑成形三层结构表面沟槽控制方法，该方法的步骤包括：

(1)对Ti₂AlNb合金进行选材，蒙皮的厚度T和芯层的厚度t的比T/t≥1.5；

(2)对芯层和蒙皮进行激光焊接；

进行焊接时，在同一焊接位置采用2-4条激光焊缝，同一侧相邻焊接位置之间的最近距离为L，l为同一焊接位置两个边缘处的激光焊缝之间的距离；H为成形后三层结构厚度；

(3)对步骤(2)激光焊接后的芯层和蒙皮进行超塑成型；

超塑成型温度为940-960℃，超塑成型压力为P，0<P≤25Bar，超塑成型时间为T_p，0<T_p≤100min。

所述步骤(1)中，芯层板材厚度t＝1mm，蒙皮厚度T≥1.5mm。

所述的三层结构为由芯层和位于芯层两侧的蒙皮组成的夹层结构。

所述的芯层为波纹状，芯层的边缘与蒙皮以及芯层波峰与蒙皮之间均由激光焊接连接。

所述步骤(2)中，同一位置的激光焊缝均为平行关系。

所述的步骤(3)中，

当T_p≤2min时，

当2<T_p<4min时，P＝1Bar；

当4≤T_p≤6min时，