CN105290162B - 一种高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法 - Google Patents

Abstract

一种高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法，属于焊接技术领域。方法：步骤一：校形前尺寸测量，选取各支承管的外端作为测量点并进行标记，对内环各测量点跳动值进行测量；步骤二：确定校形先后顺序，先对跳动值最小值点加热校形，然后对与该点相邻两点加热校形，此两点中跳动值较小的优先校形；步骤三：电弧加热校形，根据校形先后顺序依次对测量点两侧的加强筋进行电弧加热；步骤四：校形后精确测量，对内环各测量点跳动值进行测量，得出径跳值，若该值符合设计要求，则执行步骤五，否则执行步骤二；步骤五：消除应力热处理，并对热处理后的内环各测量点跳动值进行测量，得出径跳值，若该值符合设计要求，则校形结束，否则执行步骤二。

Description

一种高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是涉及一种高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法。

背景技术

高温合金薄壁机匣零件是一个由内环、多边形的外机匣以及连接内环与外机匣的八根支承管焊接成整体的焊接结构组件。该机匣结构复杂、焊缝数量多，其多焊缝结构在制造中必然会存在较大的焊接应力。同时在其正常工作时，会有冷气流从外机匣通过，热气流从支承管通过，这导致外机匣受冷气流作用呈收缩趋势，对支承管产生压力；而支承管又有热气流通过，支承管自身受热膨胀，对外机匣和内环产生压应力作用。因此，工作中的压应力和制造结构焊接压应力叠加，会使机匣承受更加巨大的应力，迫使其较大几率产生过量变形。

基于上述原因，该机匣经常会出现不同程度的尺寸超差情况，目前尚无法通过机械加工方法进行尺寸恢复。通常采用的校形方法是使用马弗炉进行热处理校形，并辅以专用的热胀形工装对其进行整体校形；但此方法工艺复杂、校形周期较长，需设计专用工装，且效果不明显；同时热处理的次数有限制，导致部分无法校形机匣只能报废。在严重制约该零件的生产及成品的配套的同时，还造成巨大的资源浪费和经济损失。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种工艺简单、操作方便、且效果明显的高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法，包括如下步骤：

步骤一：校形前尺寸测量，

选取各支承管的外端作为测量点并进行标记，采用百分表对机匣内环各测量点的跳动值进行测量，并记录；

步骤二：确定校形先后顺序，

先对跳动值最小值点进行加热校形，然后对与该点相邻两点进行加热校形，此两点中跳动值较小的优先校形，如相同则不分先后顺序；

步骤三：电弧加热校形，

根据步骤二中确定的校形先后顺序，依次对所述三个测量点两侧的加强筋进行电弧加热；

步骤四：校形后精确测量，

对机匣内环各测量点的跳动值进行测量并记录，得出径跳值，若该值符合设计要求，则转去执行步骤五，否则返回执行步骤二；

步骤五：消除应力热处理，并对热处理后的机匣内环各测量点的跳动值进行测量并记录，得出径跳值，若该值符合设计要求，则加热校形结束，否则返回执行步骤二。

步骤五中所述的消除应力热处理，其具体步骤如下：

步骤A：将机匣在720℃保温8小时；

步骤B：以55℃/h的降温速度将机匣冷却到620℃后，保温8小时；

步骤C：空冷至室温。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明的高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法工艺过程简单、操作方便、校形周期短；校形过程无需专用工装辅助，可节省工装设计和制造费用；校形可控，效果显著，平均一次校形即可合格。本发明可保证其校形后尺寸合格，不但可以挽回大量的损失，而且可对其他相似结构零件的校形提供一个参考和依据。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的高温合金薄壁机匣零件的结构示意图；

图2为图1的高温合金薄壁机匣零件的测量点位置示意图；

图中：1-外机匣，2-支承管，3-内环，4-加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

以一种高温合金薄壁机匣零件为例，其结构如图1所示，由外机匣1、八根支承管2及内环3组成；其中，外机匣1是由铸件和钣金件组成的薄壁焊接件，整体结构近似为八边形，其在焊接应力的影响下，不仅自身会发生变形，还会带动支承管2，导致内环3的变形。同时因装配的需要，内环3的圆度比外机匣1有更为严格要求，其百分表所测量的径跳值需小于0.08mm。加强筋4为外机匣1与支承管2连接处的长形凸起结构，其与外机匣1整体铸造，并与支承管2焊接相连。由于结构的特殊性，经分析可对加强筋4近支承管2处进行加热，以用于对内环3的校形，其具体校形方法包括如下步骤：

步骤一：校形前尺寸测量，

将机匣整体装夹在精密旋转台上，选取各支承管的外端作为测量点，依据其支承管的数量将其分为八个测量点，分别为测量点A、测量点B、测量点C、测量点D、测量点E、测量点F、测量点G和测量点H，如图2所示进行标记。采用百分表对机匣内环各测量点的跳动值进行测量；以其中跳动值最大点A点为基点，即A点跳动值为0，分别记录各测量点所对应的跳动值，其测量结果如表1所示。上述八个测量点只具有比较意义，只能反映变形变化趋势；跳动值最大值与最小值的差值近似为径跳值，即此时内环的径跳值为0.12mm。

表1机匣内环各测量点变形尺寸

步骤二：确定校形先后顺序，

根据表1的数据变化规律，先对跳动值最小值点进行加热校形，然后对与该点相邻两点进行加热校形，此两点中跳动值较小的优先校形，如相同则不分先后顺序；因此，依次对测量点E、测量点D、测量点F三点进行加热校形。

步骤三：电弧加热校形，

根据步骤二中确定的校形先后顺序，依次对所述三个测量点两侧的加强筋进行电弧加热。

校形前需对待加热处进行清理，清理方法为使用洁净的棉花蘸取丙酮仔细清理，保证不小于10mm的范围内无氧化物、油污及其他外来物。本实施例采用钨极惰性气体弧焊中的不填丝手工钨极氩弧焊的方法进行校形，设备为米勒焊机。因为此时内环的径跳值为0.12mm，大于0.1mm，因此根据表2所列参数选取相应的参数：钨丝直径为1.0mm，加热电流为25A，电弧电压为10V，氩气流量为8L/min。

在对测量点E两侧加强筋加热时，由于该处的变形量较大，因此加热时间为10s；在对测量点D、测量点F两侧加强筋加热时，由于该处的变形量相对测量点E较小，因此加热时间为5s。

表2氩弧焊加热校形参数表

步骤四：校形后精确测量，

对机匣内环各测量点的跳动值进行测量并记录，校形前后各测量点尺寸变化如表3所示，得出校形后内环的径跳值，其结果为0.06mm，该值小于0.08mm，符合设计要求，转去执行步骤五；若结果大于0.08mm，则需返回执行步骤二，在满足补焊次数的情况下重复校形至合格为止。

表3校形前后各测量点尺寸变化

步骤五：消除应力热处理，

所述的消除应力热处理，其具体步骤如下：

步骤A：将机匣在720℃保温8小时；

步骤B：以55℃/h的降温速度将机匣冷却到620℃后，保温8小时；

步骤C：空冷至室温。

对热处理后的机匣内环各测量点的跳动值进行测量并记录，得出此时内环的径跳值，其结果为0.05mm，该值小于0.08mm，符合设计要求，加热校形结束；若结果大于0.08mm，则需返回执行步骤二，在满足热处理次数的情况下直至合格为止。

Claims (2)

1.一种高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：校形前尺寸测量，

选取各支承管的外端作为测量点并进行标记，采用百分表对机匣内环各测量点的跳动值进行测量，并记录；

步骤二：确定校形先后顺序，

先对跳动值最小值点进行加热校形，然后对与该点相邻两点进行加热校形，此两点中跳动值较小的优先校形，如相同则不分先后顺序；

步骤三：电弧加热校形，

根据步骤二中确定的校形先后顺序，依次对所述三个加热校形点两侧的加强筋进行电弧加热；

步骤四：校形后精确测量，

对机匣内环各测量点的跳动值进行测量并记录，得出径跳值，若该值符合设计要求，则转去执行步骤五，否则返回执行步骤二；

步骤五：消除应力热处理，并对热处理后的机匣内环各测量点的跳动值进行测量并记录，得出径跳值，若该值符合设计要求，则加热校形结束，否则返回执行步骤二。

2.根据权利要求1所述的高温合金薄壁机匣零件采用电弧加热的校形方法，其特征在于步骤五中所述的消除应力热处理，其具体步骤如下：

步骤A：将机匣在720℃保温8小时；

步骤B：以55℃/h的降温速度将机匣冷却到620℃后，保温8小时；

步骤C：空冷至室温。