[发明专利]一种大直径铝合金高性能筒形壳体的制造方法

摘要

本发明属于大直径铝合金筒形壳体制造技术领域，具体涉及一种大直径铝合金高性能筒形壳体的制造方法。本发明技术方案通过采取塑性成形代替铸造，研究环轧、旋压、电子束焊接的工艺组合，大型铝合金筒形壳段的制造采用先环轧、再旋压的塑性成形方案进行中部的筒状环形件研制，然后将两个端框分别与筒状环形件两端电子束焊接，控制产品的形‑性状态，可以满足产品使用性能的要求。

主权项

1.一种大直径铝合金高性能筒形壳体的制造方法，适用于制备直径大于2000mm的铝合金筒形壳段，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：大型铝合金高筒环形件环轧成形(1.1)确定初始环坯尺寸：控制初始环坯的内圆与外圆同心，且圆度在0.5mm以内；(1.2)控制初始环坯在轧制过程中的直径增长速率为8mm/s；控制初始环坯在轧制过程中的主轧辊转速为1115mm/s；(1.3)设计径‑轴双向轧制过程中的轧制曲线：轧制曲线分为3个主要阶段，阶段1为预整圆阶段，对环坯进行整圆，消除制坯缺陷以保证随后轧制过程平稳进行；阶段2为主轧制阶段，环坯咬入轧制装置中的孔型后，在轧制装置中的主轧辊的作用下壁厚和高度不断减小至目标尺寸，直径不断增大至目标尺寸；阶段3为精整阶段，此阶段轧制装置中的上下锥辊抬起，环坯只在径向轻微变形，以控制环坯的尺寸精度及圆度；(1.4)最终得到目标尺寸的环坯作为下一步的坯料；步骤二：大型铝合金厚壁环形件旋压成形(2.1)芯模和坯料设计及加工：坯料的材料为铝合金、旋压成形芯模的材料为钢质材料，旋压前，控制旋压成形芯模的直径大于坯料内径5mm；(2.2)坯料预热：将坯料预热至180～200℃；(2.3)坯料芯模套装：套装时，芯模不预热，保持室温；控制芯模与坯料之间的单侧间隙在3.5mm以上；(2.4)坯料与芯模预热：将芯模和坯料整体预热到260～280℃；(2.5)旋压成形：在第一道次旋压前，控制坯料和芯模之间的间隙0≤Δs≤1.0mm；旋压过程中，在控制失稳隆起的前提下，采用偏上限进给比；(2.6)坯料与芯模一体冷却：冷却至室温后卸料；通过冷却热应力提高成形精度；步骤三：大型铝合金筒形壳体电子束焊接(3.1)确定电子束焊接接头结构：焊接接头采用锁底对接的形式，焊接整体厚度30mm，锁底厚度为5mm，对接区厚度为25mm；(3.2)对焊接接头进行固溶处理：在焊接前对焊接接头进行固溶处理，通过固溶处理使得焊接接头强度达到固溶态母材的85％以上，延伸率为4.5％～5.5％；(3.3)按照如下参数开始电子束焊接：下散聚焦状态、焊接速度为700mm/min、液态熔池停留时间为5～10s、扫描波形为锯齿波扫描、扫描频率为400HZ、扫描幅值Vx＝1.3。