CN109097709B - 大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大型铝合金构件精确成形技术领域，涉及一种大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，包括以下步骤：1)在待密封的大型铝合金构件的表面覆盖透气毡；2)在待密封的大型铝合金构件的大端与模具型面之间铺设耐高温的硅胶；3)在模具型面边沿铺设高温胶层；4)在真空袋上设置褶子；5)在真空袋的外表面再贴高温胶；6)对真空袋抽真空并完成相应的密封工作。本发明提供了一种可有效防止真空袋被构件边沿毛刺割破、可提高真空密封性能以及可提高构件最终成形精度的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法。
Description
技术领域
本发明属于大型铝合金构件精确成形技术领域，涉及一种大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，尤其涉及一种航天航空用复杂曲率构件热压罐成形真空袋密封方法。
现有技术
蠕变时效成形是为实现航空航天用大型整体高强铝合金构件精确成形与高性能成性协同制造而发展起来的一种新型钣金成形方法。蠕变时效成形主要可分为三个阶段：1)加载阶段，构件通过真空袋技术加载逐渐弯曲贴合模具型面；2)保温保压阶段，构件贴合模具面后进入热压罐内升温升压到目标参数并保持一段时间，此时构件内部发生应力松弛/蠕变变形和时效强化；3)回弹阶段，保温保压结束后，构件发生回弹，得到目标构件。目前蠕变时效成形主要用于曲率小且变化平缓、成形应力低的构件，如飞机机翼蒙皮。这类构件在加载阶段不需要特别大的力就能贴合模具型面并且进入热压罐内不需要额外加压力就能实现蠕变时效成形。而针对大曲率、成形应力高的构件在加载阶段会出现构件与模具型面组成的弦高大、密封腔内空气不能完全被排出、真空袋密封难甚至破裂；保温阶段出现漏气导致真空度下降，最终构件成形精度低甚至不能成形。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效防止真空袋被构件边沿毛刺割破、可提高真空密封性能以及可提高构件最终成形精度的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法包括以下步骤：
1)在待密封的大型铝合金构件的表面覆盖透气毡；
2)在待密封的大型铝合金构件的大端与模具型面之间铺设耐高温的硅胶；
3)在模具型面边沿铺设高温胶层；
4)在真空袋上设置褶子；
5)在真空袋的外表面再贴高温胶；
6)对真空袋抽真空并完成相应的密封工作。
作为优选，本发明所采用的步骤3)中在模具型面边沿铺设高温胶层是2-10层。
作为优选，本发明所采用的步骤4)中在真空袋上沿模具四周边沿设置有褶子。
作为优选，本发明所采用的步骤4)中在真空袋上沿模具长度方向两侧对称设置有褶子。
作为优选，本发明所采用的步骤4)中在待密封的大型铝合金构件的大端的上下位置均设置有褶子。
作为优选，本发明所采用的褶子的长度是10～20mm。
本发明的优点是：
本发明提供了一种大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，包括1)在待密封的大型铝合金构件的表面覆盖透气毡；2)在待密封的大型铝合金构件的大端与模具型面之间铺设耐高温的硅胶；3)在模具型面边沿铺设高温胶层；4)在真空袋上设置褶子；5)在真空袋的外表面再贴高温胶；6)对真空袋抽真空并完成相应的密封工作。本发明具有如下优点：第一，在构件表面覆盖一层透气毡，其主要作用是：一方面保护真空袋，防止真空袋被构件边沿毛刺割破；另一方面抽真空过程中空气从透气毡穿过进入真空管排出。对于大型复杂曲率构件抽真空加载中，构件四周先与模具型面贴合，从而构件与模具型面会形成一个密闭的空腔，导致空气不能完全排出，影响最终成形精度。可以把透气毡整体包覆构件，则空腔内的空气能够缓慢的经过透气毡排出，构件从而弯曲和模具型面完全贴合。第二，本发明采用耐高温的硅胶或者类似物料铺在模具型面和构件大端之间，从而防止真空袋吸入扯破。第三，本发明在模具型面边沿需要贴多层高温胶以增加真空袋的固定强度，模具型面上粘贴高温胶必须压实，同时高温胶之间不能有空隙，防止空气受热膨胀真空袋发生漏气现象。第四，本发明真空袋密封时，真空袋与高温胶之间不能出现气泡，要把空气排出，防止空气热膨胀发生漏气；真空袋在不同位置需要打褶子才能留足够的空间以便加载时构件移动，真空袋褶子位置在模具长度方向两侧要对称以便均匀受力，另外在构件大端上下位置需要留有褶子，以便大端移动时有足够空间；真空袋密封后需要用手或者其他不损坏真空袋的工具进行按压以增加粘贴的牢固性。第五，为提高构件精确成形的可靠性，真空袋密封后在真空袋四周粘贴表面再贴一层高温胶，利用高温高压下分子运动较为活跃的特性，使得底层高温胶、中间真空袋以及表层高温胶三者间牢固粘贴一起，提高密封性，减小漏气可能性；真空袋褶子需要通过高温胶进行固定，避免热压罐内循环热风长时间作用在真空袋褶子上使其来回摆动，从而发生松动出现漏气现象。本发明针对大型复杂曲率、高成形应力构件蠕变时效成形提出了一种真空袋密封方法，提高了真空密封性能，从而提高了构件最终成形精度，有利于避免真空袋破裂，降低了生产失败的可能性和人力物力的浪费，从而提高了生产效率。
具体实施方式
本发明提供了一种大型铝合金构件热压罐蠕变时效成形真空袋密封方法，包括以下步骤：
1)在待密封的大型铝合金构件的表面覆盖透气毡；构件蠕变时效成形时需要在构件表面覆盖一层透气毡，其主要作用是：一方面保护真空袋，防止真空袋被构件边沿毛刺割破；另一方面抽真空过程中空气从透气毡穿过进入真空管排出。对于大型复杂曲率构件抽真空加载中，构件四周先与模具型面贴合，从而构件与模具型面会形成一个密闭的空腔，导致空气不能完全排出，影响最终成形精度。可以把透气毡整体包覆构件，则空腔内的空气能够缓慢的经过透气毡排出，构件从而弯曲和模具型面完全贴合。
2)在待密封的大型铝合金构件的大端与模具型面之间铺设耐高温的硅胶；大型复杂曲率构件放置在模具上，构件大端与模具型面之间会形成较大间隙，在抽真空过程中真空袋很容易被吸进去，抽真空和热压罐内加压过程中，构件会逐渐向下移动贴合模具，移动中就会把真空袋扯破。使用一种耐高温的硅胶或者类似物料铺在模具型面和构件大端之间，从而防止真空袋吸入扯破。
3)在模具型面边沿铺设高温胶层，高温胶层是2-10层，大型复杂曲率构件在加载过程中真空袋受力较大，因此模具型面边沿需要贴多层(2～10层)高温胶以增加真空袋的固定强度。模具型面上粘贴高温胶必须压实，同时高温胶之间不能有空隙，防止空气受热膨胀真空袋发生漏气现象。
4)在真空袋上设置褶子；褶子设置在真空袋上沿模具四周边沿以及在待密封的大型铝合金构件的大端的上下位置；褶子的长度是10～20mm。真空袋密封时，真空袋与高温胶之间不能出现气泡，要把空气排出，防止空气热膨胀发生漏气；真空袋在不同位置需要打褶子才能留足够的空间以便加载时构件移动，真空袋褶子位置在模具长度方向两侧要对称以便均匀受力，另外在构件大端上下位置需要留有褶子，以便大端移动时有足够空间；真空袋褶子长度在10～20mm较好；真空袋密封后需要用手或者其他不损坏真空袋的工具进行按压以增加粘贴的牢固性。
5)在真空袋的外表面再贴高温胶；为提高构件精确成形的可靠性，真空袋密封后在真空袋四周粘贴表面再贴一层高温胶，利用高温高压下分子运动较为活跃的特性，使得底层高温胶、中间真空袋以及表层高温胶三者间牢固粘贴一起，提高密封性，减小漏气可能性；真空袋褶子需要通过高温胶进行固定，避免热压罐内循环热风长时间作用在真空袋褶子上使其来回摆动，从而发生松动出现漏气现象。
6)对真空袋抽真空并完成相应的密封工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法包括以下步骤：
1)在待密封的大型铝合金构件的表面覆盖透气毡；
2)在待密封的大型铝合金构件的大端与模具型面之间铺设耐高温的硅胶；
3)在模具型面边沿铺设高温胶层；
4)在真空袋上设置褶子；
5)在真空袋的外表面再贴高温胶；
6)对真空袋抽真空并完成相应的密封工作。
2.根据权利要求1所述的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述步骤3)中在模具型面边沿铺设高温胶层是2-10层。
3.根据权利要求2所述的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述步骤4)中在真空袋上沿模具四周边沿设置有褶子。
4.根据权利要求3所述的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述步骤4)中在真空袋上沿模具长度方向两侧对称设置有褶子。
5.根据权利要求4所述的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述步骤4)中在待密封的大型铝合金构件的大端的上下位置均设置有褶子。
6.根据权利要求3或4或5所述的大型铝合金构件热压罐成形真空袋密封方法，其特征在于：所述褶子的长度是10～20mm。
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