[发明专利]一种钛合金中空筒体结构件的成形方法

权利要求书

1.一种钛合金中空筒体结构件的成形方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、按照内筒体(100)的尺寸选择对应大小的板料，卷成圆筒形结构后套在焊接工装上，通过激光焊对对接缝进行焊接并打磨焊缝余高，形成内筒体(100)，焊接后的内筒体(100)继续放置在焊接工装上；

步骤二、按照外筒体(101)的尺寸选择对应大小的板料，并卷成圆筒形结构，同轴套设在内筒体(100)外部，通过激光穿透焊在两个圆筒形结构之间焊接出均布的三条纵焊缝及均布的十五条环焊缝，形成连接为一体的双层带筋筒体，然后将其从焊接工装上取下并打磨所有焊缝余高，其中每条环焊缝包括沿内筒体周向均布的若干焊缝段，且每相临两个焊缝段之间均存在间隙；

步骤三、将步骤二中的双层带筋筒体套在胀形工装上，在真空热处理炉中进行热胀形；

步骤四、按照内蒙皮(102)与外蒙皮(103)的尺寸选择对应大小的板料，并分别卷成圆筒形结构，通过激光焊对该步骤中两个圆筒形结构的对接缝分别进行焊接，打磨焊缝余高，形成内蒙皮(102)与外蒙皮(103)；

步骤五、将双层带筋筒体和内、外蒙皮装配至超塑成形-扩散连接工装中并连通气路(6)，然后放入超塑成形-扩散连接设备中，升温并通入惰性气体，在高温高压下，外筒体(101)外壁与外蒙皮(103)内壁之间发生扩散连接，内筒体(100)内壁与内蒙皮(102)外壁之间发生扩散连接，最后冷却至室温后，拆解工装取出零件，最终形成中空筒体结构件，内筒体(100)与外筒体(101)之间的三条纵焊缝及十五条环焊缝即为横纵交替的纵向加强筋(104)与周向加强筋(105)结构。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金中空筒体结构件的成形方法，其特征在于：步骤五中所述的超塑成形-扩散连接工装包括上模(1)、下模(2)、内模(3)、外模(4)、紧箍(5)及若干组气路(6)，其中外模(4)同轴套设在内模(3)外部，上模(1)及下模(2)上相对加工有两个环形定位槽(7)，双层带筋筒体和内、外蒙皮同轴置于内模(3)与外模(4)之间，内模(3)与外模(4)形成的筒状结构顶端卡设在上模(1)的环形定位槽(7)内，内模(3)与外模(4)形成的筒状结构底端卡设在下模(2)的环形定位槽(7)内，且上模(1)和下模(2)上均加工有供气路(6)通过的通孔，内筒体(100)与内蒙皮(102)之间上下同轴固设有两个内环法兰(11)，外筒体(101)与外蒙皮(103)之间上下同轴固设有两个外环法兰(12)，且两个内环法兰(11)与两个外环法兰(12)对应位于双层带筋筒体的两端部，若干组气路(6)分别连通至内筒体(100)与外筒体(101)之间、内筒体(100)与内蒙皮(102)之间以及外筒体(101)与外蒙皮(103)之间，所述紧箍(5)套装在外模(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种钛合金中空筒体结构件的成形方法，其特征在于：气路(6)的数量共八组，其中一组气路(6)连通至内筒体(100)与内蒙皮(102)之间，另一组气路(6)连通至外筒体(101)与外蒙皮(103)之间，其余六组气路(6)连通至内筒体(100)与外筒体(101)之间且上下对称分布。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种钛合金中空筒体结构件的成形方法，其特征在于：步骤一及步骤二中所采用的焊接工装包括定位轴(8)、同轴固装在定位轴(8)上的支撑辊(9)及沿支撑辊(9)周向均布的三组压条(10)，其中每组压条(10)中压条(10)的数量为两个，且均沿支撑辊(9)轴向布置，同一组的两个压条(10)之间存在间隙。

5.根据权利要求4所述的一种钛合金中空筒体结构件的成形方法，其特征在于：每个压条(10)均通过若干螺钉固装在支撑辊(9)上。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的一种钛合金中空筒体结构件的成形方法，其特征在于：步骤三中所采用的胀形工装，其为圆筒状结构，其顶部加工有配装吊耳。