[发明专利]一种用于防止钛合金补焊时变形的专用工装

说明书

本发明提出了一种用于防止钛合金补焊时变形的专用工装，属于大型复杂薄壁钛合金铸件变形控制与修复工艺技术领域。所述专用工装为高热导率金属制的实心工装，由六个侧壁面、弧形上表面和平面下表面构成。所述专用工装适用于钛合金铸件补焊修复领域，具有防止钛合金铸件补焊过程中变形的优点。

技术领域

本发明涉及一种用于防止钛合金补焊时变形的专用工装，属于大型复杂薄壁钛合金铸件变形控制与修复工艺技术领域。

背景技术

钛合金以其优异的抗拉强度、断裂性能、耐热以及耐腐蚀性能应用于航天、航空等军工部门以及化工、冶金、能源等民用工业，应用领域越来越广阔，使用量也越来越大。钛合金难于加工和部件制造成本高造成其使用量受到一定的限制。解决这一问题的方法之一是大力发展近净成形技术。无余量和近无余量加工技术是降低钛合金使用成本的有效途径之一。锻造、超塑成型、机加工、焊接和铸造等加工技术都可以实现无余量和近无余量加工。但是，对于结构复杂的构件，铸造方法是一种有很大吸引力的近净成形方法，大幅度减少了金属损耗，提高了材料的利用率，缩短了生产周期，减少大量机加工工时，因此可以降低生产成本。

而在铸件的生产过程中，内部难免出现缺陷，在对缺陷进行排除的过程中，补焊是一种非常常见的修复工艺。

在补焊的过程中，大量热量集中于铸件局部，钛本身的导热性就比较差，随着合金元素的加入，钛合金的导热性会变得更差，而补焊区域与热影响区温差较大，在同时冷却至室温的过程中，会收缩不均匀，导致铸件发生变形，而许多铸件本身大型、复杂并且薄壁，校形工作不易开展，所以在补焊过程中防止变形的产生就变得尤为重要。

发明内容

本发明为了解决大型、复杂、薄壁的钛合金铸件在进行补焊修复过程中，由于局部热量过高，自然冷却收缩致使铸件产生变形的问题，提出了一种用于防止钛合金补焊时变形的专用工装，所采取的技术方案如下：

一种用于防止钛合金补焊时变形的专用工装，所述专用工装为高热导率金属制的实心工装，所述专用工装的侧壁包括第一侧壁面1、第二侧壁面2、第三侧壁面3、第四侧壁面4、第五侧壁面5和第六侧壁面6构成；所述第一侧壁面1、第二侧壁面2、第三侧壁面3、第四侧壁面4、第五侧壁面5和第六侧壁面6收尾依次闭合连接；所述专用工装的上表面为圆弧结构；所述专用工装的下表面为平面结构。

进一步地，所述第一侧壁面1采用平面结构，由一条弧线边、一条底边和一条侧边闭合构成；所述底边即为所述第一侧壁面1与专用工装下表面相连的一边；所述侧边即为所述第一侧壁面1与所述第二侧壁面2相连的一边；所述第一侧壁面1的底边与所述第一侧壁面1水平方向的中轴线平行；所述底边与所述侧边成90°角连接。

进一步地，所述底边的长度为103.7mm；所述侧边的长度为31.9mm；所述弧线边为长轴为296mm、短轴为40mm椭圆的一部分弧长；所述弧线边的弧长大于所述椭圆的1/4弧长；所述侧边位于所述椭圆的短轴上，并且所述第一侧壁面1的面积大于所述椭圆的1/4面积。

进一步地，所述第二侧壁面2采用圆弧结构，所述第二侧壁面2向所述专用工装的中心位置方向内凹；所述第二侧壁面2的弧长为半径为215.4mm，圆心角γ为25°所对应的圆弧长度；所述第二侧壁面2的侧边长度为31.9mm。

进一步地，所述第三侧壁面3采用圆弧结构，所述第三侧壁面3向所述专用工装的中心位置方向内凹；所述第三侧壁面3的弧长为半径为38.6mm，圆心角α为124°所对应的圆弧长度；所述第二侧壁面2的侧边长度为23.7mm即为与所述第二侧壁面2和第四侧壁面4相连的一边。

进一步地，所述第四侧壁面4采用矩形平面结构，所述第四侧壁面4的底边为31.5mm；所述第四侧壁面4的侧边为31.9mm；所述第四侧壁面4的侧边即为与所述第三侧壁面3和第五侧壁面5相连的一边。