CN113008485B - 四层结构超塑成形/扩散连接实时监控系统及其监控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种四层结构超塑成形/扩散连接实时监控系统及其监控方法，属于材料成形领域。本发明主要由芯板气路和面板气路两部分组成，在芯板气路和面板气路上都接有气压表、流量表和负压表。本发明解决了传统四层结构成形过程中无法检测型腔内部气路是否通畅，进而无法确定内部成形情况的问题，可以精准地判断气路堵塞位置，节省能源，为后续成形试验的优化提供依据，也可监测通畅气路的气体流量情况。

Description

四层结构超塑成形/扩散连接实时监控系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及一种四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控系统及其监控方法，属于冻存管技术领域。
背景技术
结构轻量化作为节省材料、节约燃料、减少污染物排放和提高机动性能的重要途径之一，已在汽车、飞机、火箭等运输工具上得到广泛应用，尤其在航空航天领域，每减重1kg经济效益就十分显著，超塑成形/扩散连接得到的中空四层结构件不仅有很大的承载能力，还很大程度上满足了轻量化的需求。
对于四层结构件的成形，任意两个相邻的板料之间都存在气体压力，四层结构件的成形过程对于气压加载来说可以分为两个阶段，第一阶段是外层板的充气，第二阶段是内层板的充气，充气过程中必须保证气路畅通。传统的四层结构在板料装模入炉到达超塑温度后直接加压进行成形，在成形过程中，气路是否通畅不可知，若气路不畅也很难判断气路堵塞位置，且需要在成形件取出后才能进行判断，浪费能源。
发明内容
本发明为了解决现有制备中空四层结构件过程中无法判断各型腔气路是否通畅以及无法判断气路不畅的位置的技术问题，提出一种四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控系统及其监控方法，具体为一种实时监测钛合金、镁合金、铝合金等中空四层结构件超塑成形过程中气路是否通畅的办法。
本发明提出一种四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，具体包括以下步骤：
步骤一：切取4块厚度为d，尺寸相同的板材；
步骤二：去除板料表面的油污和氧化皮，得到预处理板材；
步骤三：将预处理后的四块板分别标记为上面板、上芯板、下芯板、下面板，在上下芯板表面涂覆可剥离胶，待剥离胶干透后，在涂有剥离胶表面的上下芯板上固定掩模板，上下芯板上涂覆剥离胶的表面上未覆盖掩模板的区域为阻焊区，使用壁纸刀根据掩模板的形状在剥离胶表面刻线，并清除阻焊区的剥离胶，最后取下掩膜板，对上下芯板涂剥离胶一侧整体喷涂隔离剂溶液，待隔离剂干燥后，清除上下芯板表面剩余的可剥离胶；
步骤四：将板料按照上面板、上芯板、下芯板、下面板的顺序依次叠放，其中，上下芯板涂有隔离剂的一侧相接触，保证上面板与上芯板、下芯板与下面板之间没有隔离剂，板料叠放好后，对四层板料进行气路焊接及四周封焊；
步骤五：将焊接后的四层板材装模入炉，依次打开第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第九开关阀、第十开关阀、第十三开关阀、第十五开关阀、第十六开关阀和第十八开关阀使四层板型腔内部与第一真空泵和第二真空泵连通，打开两个真空泵对板料内部持续抽真空，加热升温；
步骤六：到达面板超塑成形温度后，关闭第一真空泵、第二真空泵、第十五开关阀和第十八开关阀，打开第二氩气瓶和第十七开关阀，调节第二氩气瓶通入气压为0.1MPa；
步骤七：通气50-70s，关闭第十三开关阀，通过观察第一开关阀和第七开关阀之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察第二开关阀和第八开关阀之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，关闭第十六开关阀，打开第十三开关阀，通过观察第六开关阀和第十二开关阀之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察第五开关阀和第十一开关阀之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计气道位置及分布；若通气，则打开第十五开关阀和第十六开关阀，向面板与芯板之间的型腔内部充气直至1.5-3MPa，进行面板的超塑成形及芯板扩散连接，保压一段时间后，打开第七开关阀、第八开关阀、第十一开关阀或第十二开关阀中的一个，观察气压表使面板与芯板之间的气压始终保持在0.1MPa左右，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接；
步骤八：打开第三开关阀、第四开关阀和第十开关阀，打开第一氩气瓶，通入0.1MPa气压，观察第四开关阀和第十开关阀之间的气压表和流量表示数判断芯板内部型腔气路是否通畅，关闭第十开关阀，打开第九开关阀，观察第三开关阀和第九开关阀之间的气压表和流量表示数再次判断芯板内部型腔气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计芯板内部气道位置及分布；若通气，则关闭第九开关阀和第十开关阀，向芯板内部型腔充气直至1.5-3MPa，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接，在此过程中，始终保持面板与芯板型腔内气压为0.1MPa，保压一段时间后，关闭加热电源，自然冷却至80-120℃后，将成形件取出。
优选地，步骤一中板材为钛合金、镁合金或铝合金，厚度d为0.5-3mm。
优选地，步骤二中使用酒精或丙酮除去板料表面油污。
优选地，若板材为钛合金，利用成分配比为氢氟酸：硝酸：水＝1：6：13的酸洗溶液进行酸洗。
优选地，若板材为镁合金，使用30％铬酐溶液+70％水进行清洗。
优选地，若板材为铝合金，则先采用40g/L的氢氧化钠溶液进行碱洗后，再采用30％稀硝酸溶液进行酸洗，最后将清洗后的板材用酒精或丙酮清除掉残余溶液，用冷风吹干。
优选地，步骤三所述隔离剂溶液由混合粉末、水和无水乙醇混合而成，隔离剂溶液中混合物粉末的质量分数为25％～30％，水的质量分数为25％～30％，余量为无水乙醇。
优选地，所述混合粉末为氮化硼、氧化锆、石墨粉末中的一种或几种任意比例的混合物。
优选地，所述混合粉末的粒径为40～60μm。
一种所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法所应用的监控系统，包括六条气路、六个气压表、六个气量表、两个负压表、两个氩气瓶、两个真空泵和若干个开关阀，
其中两条气路一端位于上面板和上芯板之间，另一端连接第二氩气瓶和第二真空泵，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀；
另外两条气路一端位于下芯板和下面板之间，另一端连接第二氩气瓶和第二真空泵，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀，所述第二真空泵的气路上设置有第二负压表；
最后两条气路一端位于上芯板和下芯板之间，另一端连接第一氩气瓶和第一真空泵，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀，所述第一真空泵的气路上设置有第一负压表。
本发明所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控系统及其监控方法的有益效果为：
本发明解决了传统四层结构成形过程中无法检测型腔内部气路是否通畅，进而无法确定内部成形情况的问题，可以精准地判断气路堵塞位置，节省能源，为后续成形试验的优化提供依据，也可监测通畅气路的气体流量情况。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明所述的一种四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控系统的结构示意图；
其中，1-第一开关阀，2-第二开关阀，3-第三开关阀，4-第四开关阀，5-第五开关阀，6-第六开关阀，7-第七开关阀，8-第八开关阀，9-第九开关阀，10-第十开关阀，11-第十一开关阀，12-第十二开关阀，13-第十三开关阀，14-第十四开关阀，15-第十五开关阀，16-第十六开关阀，17-第十七开关阀，18-第十八开关阀，19-第一负压表，20-第二负压表，21-第一氩气瓶，22-第一真空泵，23-第二氩气瓶，24-第二真空泵；
P表示气压表，F表示气量表。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式。本实施方式所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，具体包括以下步骤：
步骤一：切取4块厚度为d，尺寸相同的板材；
步骤二：去除板料表面的油污和氧化皮，得到预处理板材；
步骤三：将预处理后的四块板分别标记为上面板、上芯板、下芯板、下面板，在上下芯板表面涂覆可剥离胶，待剥离胶干透后，在涂有剥离胶表面的上下芯板上固定掩模板，上下芯板上涂覆剥离胶的表面上未覆盖掩模板的区域为阻焊区，使用壁纸刀根据掩模板的形状在剥离胶表面刻线，并清除阻焊区的剥离胶，最后取下掩膜板，对上下芯板涂剥离胶一侧整体喷涂隔离剂溶液，待隔离剂干燥后，清除上下芯板表面剩余的可剥离胶；
步骤四：将板料按照上面板、上芯板、下芯板、下面板的顺序依次叠放，其中，上下芯板涂有隔离剂的一侧相接触，保证上面板与上芯板、下芯板与下面板之间没有隔离剂，板料叠放好后，对四层板料进行气路焊接及四周封焊；
步骤五：将焊接后的四层板材装模入炉，依次打开第一开关阀1、第二开关阀2、第三开关阀3、第四开关阀4、第五开关阀5、第六开关阀6、第九开关阀9、第十开关阀10、第十三开关阀13、第十五开关阀15、第十六开关阀16和第十八开关阀18使四层板型腔内部与第一真空泵22和第二真空泵24连通，打开两个真空泵对板料内部持续抽真空，加热升温，升温过程中应多次关闭第十五开关阀15和第十八开关阀18，打开两个负压表检测面板与芯板之间的型腔以及芯板之间的型腔是否漏气，漏气则停止试验，降温取件后检测漏气位置；不漏气则继续进行；此处提到的多次关闭是为了在升温过程中检测是否漏气，确保没有漏气现象发生，避免实验偶然性。
步骤六：到达面板超塑成形温度后，关闭第一真空泵22、第二真空泵24、第十五开关阀15和第十八开关阀18，打开第二氩气瓶23和第十七开关阀17，调节第二氩气瓶23通入气压为0.1MPa；
步骤七：通气50-70s，关闭第十三开关阀13，通过观察第一开关阀1和第七开关阀7之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过第二开关阀2和第八开关阀8之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，关闭第十六开关阀16，打开第十三开关阀13，通过观察第六开关阀6和第十二开关阀12之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察第五开关阀5和第十一开关阀11之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间(30-50s)后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计气道位置及分布；若通气，则打开第十五开关阀15和第十六开关阀16，向面板与芯板之间的型腔内部充气直至1.5-3MPa，进行面板的超塑成形及芯板扩散连接，保压一段时间(5-10min)后，打开第七开关阀7、第八开关阀8、第十一开关阀11或第十二开关阀12中的一个，观察气压表使面板与芯板之间的气压始终保持在0.8-1.2MPa，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接；
步骤八：打开第三开关阀3、第四开关阀4和第十开关阀10，打开第一氩气瓶21，通入0.1MPa气压，观察第四开关阀4和第十开关阀10之间的气压表和流量表示数判断芯板内部型腔气路是否通畅，关闭第十开关阀10，打开第九开关阀9，观察第三开关阀3和第九开关阀9之间的气压表和流量表示数再次判断芯板内部型腔气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间(30-50s)后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计芯板内部气道位置及分布；若通气，则关闭第九开关阀9和第十开关阀10，向芯板内部型腔充气直至1.5-3MPa，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接，在此过程中，始终保持面板与芯板型腔内气压为0.1MPa，保压一段时间(5-10min)后，关闭加热电源，自然冷却至80-120℃后，将成形件取出。
步骤一中板材为钛合金、镁合金或铝合金，厚度d为0.5-3mm。
步骤二中使用酒精或丙酮除去板料表面油污。
若板材为钛合金，利用成分配比为氢氟酸：硝酸：水＝1：6：13的酸洗溶液进行酸洗。
若板材为镁合金，使用30％铬酐溶液+70％水进行清洗。
若板材为铝合金，则先采用40g/L的氢氧化钠溶液进行碱洗后，再采用30％稀硝酸溶液进行酸洗，最后将清洗后的板材用酒精或丙酮清除掉残余溶液，用冷风吹干。
步骤三所述隔离剂溶液由混合粉末、水和无水乙醇混合而成，隔离剂溶液中混合物粉末的质量分数为25％～30％，水的质量分数为25％～30％，余量为无水乙醇。
所述混合粉末为氮化硼、氧化锆、石墨粉末中的一种或几种任意比例的混合物。所述混合粉末的粒径为40～60μm。
一种四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控系统主要包括六个气压表、六个气量表、两个负压表、两个氩气瓶、两个真空泵、若干个开关阀和若干个不锈钢管，
其中两条气路一端位于上面板和上芯板之间，另一端连接第二氩气瓶23和第二真空泵24，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀；
另外两条气路一端位于下芯板和下面板之间，另一端连接第二氩气瓶23和第二真空泵24，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀，所述第二真空泵24的气路上设置有第二负压表20；
最后两条气路一端位于上芯板和下芯板之间，另一端连接第一氩气瓶21和第一真空泵22，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀，所述第一真空泵22的气路上设置有第一负压表19。
实施例1
步骤一：切取4块厚度为1mm，尺寸相同的板材。
步骤二：利用成分配比为氢氟酸：硝酸：水＝1：6：13的酸洗溶液进行酸洗；去除板料表面的油污和氧化皮，再使用酒精或丙酮除去板料表面残余的酸洗溶液，冷风吹干后得到预处理板材。
步骤三：将预处理后的四块板分别标记为上面板、上芯板、下芯板、下面板，在上下芯板表面涂覆可剥离胶，待剥离胶干透后，在涂有剥离胶表面的上下芯板上固定掩模板，上下芯板上涂覆剥离胶的表面上未覆盖掩模板的区域为阻焊区，使用壁纸刀根据掩模板的形状在剥离胶表面刻线，并清除阻焊区的剥离胶，最后取下掩膜板，对上下芯板涂剥离胶一侧整体喷涂隔离剂溶液，待隔离剂干燥后，清除上下芯板表面剩余的可剥离胶。
步骤四：将板料按照上面板、上芯板、下芯板、下面板的顺序依次叠放，其中，上下芯板涂有隔离剂的一侧相接触，保证上面板与上芯板、下芯板与下面板之间没有隔离剂，板料叠放好后，对四层板料进行气路焊接及四周封焊。气路如图1。
步骤五：将焊接后的四层板材装模入炉，依次打开第一开关阀1、第二开关阀2、第三开关阀3、第四开关阀4、第五开关阀5、第六开关阀6、第九开关阀9、第十开关阀10、第十三开关阀13、第十五开关阀15、第十六开关阀16和第十八开关阀18使四层板型腔内部与第一真空泵22和第二真空泵24连通，打开两个真空泵对板料内部持续抽真空，加热升温，升温过程中应多次关闭第十五开关阀15和第十八开关阀18，打开两个负压表检测面板与芯板之间的型腔以及芯板之间的型腔是否漏气，漏气则停止试验，降温取件后检测漏气位置；不漏气则继续进行；
步骤六：到达面板超塑成形温度后，关闭第一真空泵22、第二真空泵24、第十五开关阀15和第十八开关阀18，打开第二氩气瓶23和第十七开关阀17，调节第二氩气瓶23通入气压为0.1MPa；
步骤七：通气50-70s，关闭第十三开关阀13，通过观察第一开关阀1和第七开关阀7之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察阀2和8之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，关闭第十六开关阀16，打开第十三开关阀13，通过观察第六开关阀6和第十二开关阀12之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察第五开关阀5和第十一开关阀11之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计气道位置及分布；若通气，则打开第十五开关阀15和第十六开关阀16，向面板与芯板之间的型腔内部充气直至1.5-3MPa，进行面板的超塑成形及芯板扩散连接，保压一段时间后，打开第七开关阀7、第八开关阀8、第十一开关阀11或第十二开关阀12中的一个，观察气压表使面板与芯板之间的气压始终保持在0.1MPa左右，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接；
步骤八：打开第三开关阀3、第四开关阀4和第十开关阀10，打开第一氩气瓶21，通入0.1MPa气压，观察第四开关阀4和第十开关阀10之间的气压表和流量表示数判断芯板内部型腔气路是否通畅，关闭第十开关阀10，打开第九开关阀9，观察第三开关阀3和第九开关阀9之间的气压表和流量表示数再次判断芯板内部型腔气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计芯板内部气道位置及分布；若通气，则关闭第九开关阀9和第十开关阀10，向芯板内部型腔充气直至1.5-3MPa，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接，在此过程中，始终保持面板与芯板型腔内气压为0.1MPa，保压一段时间后，关闭加热电源，自然冷却至80-120℃后，将成形件取出。
在气道不漏气不堵塞的情况下，四层板料整体升温及加压情况如下：以15℃/min的升温速率升至890-920℃，到温后，向上面板与上芯板和下面板和下芯板两个型腔内以0.02MPa/min的速率通入氩气，直至2MPa，进行面板的超塑成形及芯板扩散连接，气压到达2MPa后保压1h。接下来向上下芯板型腔内以0.02MPa/min的速率通入氩气，直至2MPa，进行芯板超塑成形，芯板超塑成形过程中始终保证面板与芯板型腔内气压为0.1MPa，芯板型腔内气压达到2MPa后，保压2h进行面板的扩散连接。关闭加热电源，自然冷却至80-120℃后，将成形件取出。
本发明公开了一种实时监测钛合金、镁合金和铝合金等四层结构零件超塑成形/扩散连接过程中复杂型腔内部气路是否通畅的办法，属于材料成形领域。本发明四层结构多路气压加载实时监控系统主要由芯板气路和面板气路两部分组成，在芯板气路和面板气路上都接有气压表、流量表和负压表。本发明解决了传统四层结构成形过程中无法检测型腔内部气路是否通畅，进而无法确定内部成形情况的问题，可以精准地判断气路堵塞位置，节省能源，为后续成形试验的优化提供依据，也可监测通畅气路的气体流量情况。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一：切取4块厚度为d，尺寸相同的板材；
步骤二：去除板料表面的油污和氧化皮，得到预处理板材；
步骤三：将预处理后的四块板分别标记为上面板、上芯板、下芯板、下面板，在上下芯板表面涂覆可剥离胶，待剥离胶干透后，在涂有剥离胶表面的上下芯板上固定掩模板，上下芯板上涂覆剥离胶的表面上未覆盖掩模板的区域为阻焊区，使用壁纸刀根据掩模板的形状在剥离胶表面刻线，并清除阻焊区的剥离胶，最后取下掩膜板，对上下芯板涂剥离胶一侧整体喷涂隔离剂溶液，待隔离剂干燥后，清除上下芯板表面剩余的可剥离胶；
步骤四：将板料按照上面板、上芯板、下芯板、下面板的顺序依次叠放，其中，上下芯板涂有隔离剂的一侧相接触，保证上面板与上芯板、下芯板与下面板之间没有隔离剂，板料叠放好后，对四层板料进行气路焊接及四周封焊；
步骤五：将焊接后的四层板材装模入炉，依次打开第一开关阀(1)、第二开关阀(2)、第三开关阀(3)、第四开关阀(4)、第五开关阀(5)、第六开关阀(6)、第九开关阀(9)、第十开关阀(10)、第十三开关阀(13)、第十五开关阀(15)、第十六开关阀(16)和第十八开关阀(18)使四层板型腔内部与第一真空泵(22)和第二真空泵(24)连通，打开两个真空泵对板料内部持续抽真空，加热升温；
步骤六：到达面板超塑成形温度后，关闭第一真空泵(22)、第二真空泵(24)、第十五开关阀(15)和第十八开关阀(18)，打开第二氩气瓶(23)和第十七开关阀(17)，调节第二氩气瓶(23)通入气压为0.1MPa；
步骤七：通气50-70s，关闭第十三开关阀(13)，通过观察第一开关阀(1)和第七开关阀(7)之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察第二开关阀(2)和第八开关阀(8)之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，关闭第十六开关阀(16)，打开第十三开关阀(13)，通过观察第六开关阀(6)和第十二开关阀(12)之间的气压表和流量表示数判断上面板与上芯板型腔内部气路是否通畅，通过观察第五开关阀(5)和第十一开关阀(11)之间的气压表和流量表示数判断下面板与下芯板型腔内部气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计气道位置及分布；若通气，则打开第十五开关阀(15)和第十六开关阀(16)，向面板与芯板之间的型腔内部充气直至1.5-3MPa，进行面板的超塑成形及芯板扩散连接，保压一段时间后，打开第七开关阀(7)、第八开关阀(8)、第十一开关阀(11)或第十二开关阀(12)中的一个，观察气压表使面板与芯板之间的气压始终保持在0.8-1.2MPa，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接；
步骤八：打开第三开关阀(3)、第四开关阀(4)和第十开关阀(10)，打开第一氩气瓶(21)，通入0.1MPa气压，观察第四开关阀(4)和第十开关阀(10)之间的气压表和流量表示数判断芯板内部型腔气路是否通畅，关闭第十开关阀(10)，打开第九开关阀(9)，观察第三开关阀(3)和第九开关阀(9)之间的气压表和流量表示数再次判断芯板内部型腔气路是否通畅，若气路不畅，加压一段时间后再进行检测，若仍不通气则关闭加热电源降温取件，重新设计芯板内部气道位置及分布；若通气，则关闭第九开关阀(9)和第十开关阀(10)，向芯板内部型腔充气直至1.5-3MPa，进行芯板的超塑成形及芯板与面板的扩散连接，在此过程中，始终保持面板与芯板型腔内气压为0.8-1.2MPa，保压一段时间后，关闭加热电源，自然冷却至80-120℃后，将成形件取出。
2.根据权利要求1所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，步骤一中板材为钛合金、镁合金或铝合金，厚度d为0.5-3mm。
3.根据权利要求1所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，步骤二中使用酒精或丙酮除去板料表面油污。
4.根据权利要求1所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，若板材为钛合金，利用成分配比为氢氟酸：硝酸：水＝1：6：13的酸洗溶液进行酸洗。
5.根据权利要求1所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，若板材为镁合金，使用30％铬酐溶液+70％水进行清洗。
6.根据权利要求1所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，若板材为铝合金，则先采用40g/L的氢氧化钠溶液进行碱洗后，再采用30％稀硝酸溶液进行酸洗，最后将清洗后的板材用酒精或丙酮清除掉残余溶液，用冷风吹干。
7.根据权利要求1所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，步骤三所述隔离剂溶液由混合粉末、水和无水乙醇混合而成，隔离剂溶液中混合物粉末的质量分数为25％～30％，水的质量分数为25％～30％，余量为无水乙醇。
8.根据权利要求7所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，所述混合粉末为氮化硼、氧化锆、石墨粉末中的一种或几种任意比例的混合物。
9.根据权利要求7所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法，其特征在于，所述混合粉末的粒径为40～60μm。
10.一种权利要求1-9任一项所述的四层结构超塑成形/扩散连接多路气压加载实时监控方法所应用的监控系统，其特征在于，包括六条气路、六个气压表、六个气量表、两个负压表、两个氩气瓶、两个真空泵和若干个开关阀，
其中两条气路一端位于上面板和上芯板之间，另一端连接第二氩气瓶(23)和第二真空泵(24)，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀；
另外两条气路一端位于下芯板和下面板之间，另一端连接第二氩气瓶(23)和第二真空泵(24)，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀；所述第二真空泵(24)的气路上设置有第二负压表(20)；
最后两条气路一端位于上芯板和下芯板之间，另一端连接第一氩气瓶(21)和第一真空泵(22)，这两条气路上均设置有气压表、气量表和若干开关阀，所述第一真空泵(22)的气路上设置有第一负压表(19)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114309912A (zh) * 2021-12-28 2022-04-12 北京航星机器制造有限公司 一种真空高压扩散连接超塑成形气路系统及控制方法
CN115283940A (zh) * 2022-04-18 2022-11-04 中航西安飞机工业集团股份有限公司 一种基于覆板自封闭结构的真空超塑一体化成形方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5994666A (en) * 1996-01-12 1999-11-30 The Boeing Company Multisheet metal sandwich structures
CN101791651A (zh) * 2010-02-09 2010-08-04 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种板料超塑成形加工方法及其超塑成形气压加载装置
CN102266616B (zh) * 2010-12-31 2014-02-26 北京谊安医疗系统股份有限公司 一种呼吸设备堵塞的监测方法及装置
CN202087667U (zh) * 2011-04-08 2011-12-28 北京机电研究所 一种气胀成形的气源控制装置
CN103760930A (zh) * 2014-01-03 2014-04-30 南京航空航天大学 一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法及其控制装置和使用方法
CN109115396A (zh) * 2018-09-20 2019-01-01 珠海格力智能装备有限公司 管路检测系统

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