CN113857647B - 一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法 - Google Patents
一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113857647B CN113857647B CN202111284129.6A CN202111284129A CN113857647B CN 113857647 B CN113857647 B CN 113857647B CN 202111284129 A CN202111284129 A CN 202111284129A CN 113857647 B CN113857647 B CN 113857647B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thin
- revolving body
- body structural
- welding
- wall revolving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/1215—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/26—Auxiliary equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
本发明涉及一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,包括:切除薄壁回转体结构件的局部损伤部件,形成焊接面;制备补段结构;对薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装,对补段结构外包覆焊接工装,在薄壁回转体结构件内部插入支撑结构件,在补段结构内部插入顶针;分别夹持薄壁回转体结构件外侧的表面光滑夹持工装和补段结构外侧的焊接工装,将薄壁回转体结构件的焊接面与补段结构的补段结构对齐后实施摩擦焊接;摩擦焊接结束以后,取出焊接后的薄壁回转体结构件。本发明结构简单、加工后的薄壁回转体结构件几乎无变形且尺寸精度满足需求,应用价值高。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦焊接技术领域,特别是涉及一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法。
背景技术
惯性摩擦焊(Inertial friction welding)为固相连接方法,工作原理示意图如附图所示,焊接过程中,其中一个工件夹持在飞轮端,加速旋转到设定转速后,飞轮与主动电机脱开,同时另一固定在移动夹具上的工件随滑台快速向前移动,两工件在摩擦压力作用下相互摩擦并产生摩擦热,界面温度快速升高,界面近域两侧基体金属软化并发生塑性流动,在摩擦压力作用下被挤出界面形成飞边,在摩擦焊接过程中,飞轮受到摩擦扭矩的制动作用转速逐渐降低,当转速为零时焊接过程结束。惯性摩擦焊接头组织为锻造组织,接头缺陷少,性能稳定可靠,对于钢、钛合金、高温合金、铝、铜等金属具有良好的焊接适应性,在大气环境下可实现焊接,生产成本低,是未来回转体类结构重要的连接与修复技术。
回转体类结构一般是转动类承载部件,在服役或者加工过程中,容易造成局部损伤,导致整个结构报废,由于其制造成本高,通过对损伤部位切除后采用惯性摩擦焊接修复,可有效提高结构利用率,降低使用成本。将损伤部分切除后,焊接相同组织性能的材料,通过焊后加工,可以实现回转体类结构的结构和功能恢复。
基于此,如何开发一种薄壁回转体结构件局部损伤的惯性摩擦焊接修复方法,解决因局部损伤导致整个回转体结构件报废,惯性摩擦焊接过程中因扭转力和夹持力过大导致结构变形及生产成本高的问题是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,包括对薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装,对补段结构外包覆焊接工装,在薄壁回转体结构件内部插入支撑结构件,在补段结构内部插入顶针。本发明结构简单、加工后的薄壁回转体结构件几乎无变形且尺寸精度满足需求,应用价值高。
(2)技术方案
本发明的实施例提出了一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,包括如下步骤:
切除薄壁回转体结构件的局部损伤部件,形成焊接面;
制备补段结构,补段结构与切除的局部损伤部件结构相同,且补段结构焊接面的内径尺寸小于薄壁回转体结构件的焊接面的内径尺寸,补段结构焊接面的外径尺寸大于薄壁回转体结构件焊接面的外径尺寸;
对薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装,对补段结构外包覆焊接工装,在薄壁回转体结构件内部插入支撑结构件,在补段结构内部插入顶针;
分别夹持薄壁回转体结构件外侧的表面光滑夹持工装和补段结构外侧的焊接工装,将薄壁回转体结构件的焊接面与补段结构的补段结构对齐后实施摩擦焊接;
摩擦焊接结束以后,取出焊接后的薄壁回转体结构件。
进一步地,所述补段结构在摩擦焊接缩短方向上的长度长于被切除的局部损伤部分的长度。
进一步地,薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装的方法包括:首先选取内径稍大于薄壁回转体结构件外壁直径的表面光滑夹持工装;然后沿表面光滑夹持工装的长度方向采用线切割对称切去少许形成切口,再将薄壁回转体结构件从切开的切口处放入到表面光滑夹持工装内,完成表面光滑夹持工装包覆薄壁回转体结构件。
进一步地,补段结构外包覆焊接工装的方法包括:首先选取内径稍大于补段结构外壁直径的焊接工装;然后沿焊接工装的长度方向采用线切割对称切去少许形成切口,再将补段结构从切开的切口处放入到焊接工装内,完成焊接工装包覆补段结构。
进一步地,所述焊接工装的长度稍短于所述补段结构的长度。
进一步地,所述支撑结构件的外径稍小于所述薄壁回转体结构件的内径。
进一步地,所述顶针的外径稍小于所述补段结构的内径。
进一步地,所述顶针在摩擦焊接时先与支撑结构件接触,且顶针施加朝向薄壁回转体结构件方向的推力。
进一步地,薄壁回转体结构件摩擦焊接以后还需要对其进行去除飞边,并进行去应力退火处理。
(3)有益效果
本发明通过将薄壁回转体结构件的局部损伤部件切除,采用摩擦焊接方式的固相焊接方法,可以在不损伤基体表面状态和性能的条件下,实现该类结构的高可靠性焊接修复。同时,本发明对薄壁回转体结构件、补段结构进行内部支撑和外部包覆,可以解决待加工件表面易被夹伤问题,保证了待加工件表面状态不受影响。通过薄壁回转体结构件与补段结构摩擦后的缩短量可以控制顶针向前移动的距离,可以避免支撑结构件与补段结构的摩擦面产生相互摩擦,有利地保证了加工后的薄壁回转体结构件尺寸精度。
本发明结构简单、加工后的薄壁回转体结构件几乎无变形且尺寸精度满足需求,应用价值高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是典型摩擦焊原理示意图。
图2是本发明一实施例中从动锥齿轮的结构示意图。
图3是本发明一实施例中齿轮结构的结构示意图。
图4是本发明一实施例中补段结构的结构示意图。
图5是本发明一实施例中设计工装的结构示意图。
图6是本发明一实施例中齿轮结构的结构示意图。
图7是本发明一实施例中设计工装的结构示意图。
图8是本发明一实施例中焊接工装的结构示意图。
图9是本发明一实施例中焊接过程的结构示意图。
图10是本发明一实施例中焊接后焊后齿轮修复结构示意图。
图11是本发明一实施例最终成型的从动锥齿轮结构示意图。
图中:花键端1、齿轮结构2、垂直摩擦面3、补段结构4、焊接面5、第一圆柱面6、第二圆柱面7、设计工装8、第一工装配合面9、第二工装配合面10、第一中间部位11、内径12、第二中间部位13、光滑夹持工装14、顶针15、支撑块16、支撑块17、齿轮修复结构18。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理,但不能用来限制本发明的范围,即本发明不限于所描述的实施例,在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参照附图1-附图11并结合实施例来详细说明本申请。
根据本发明实施例的一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,包括如下步骤:
首先,切除薄壁回转体结构件的局部损伤部件,形成焊接面;
其次,制备补段结构,补段结构与切除的局部损伤部件结构相同,且补段结构焊接面的内径尺寸小于薄壁回转体结构件的焊接面的内径尺寸,补段结构焊接面的外径尺寸大于薄壁回转体结构件焊接面的外径尺寸;
然后,对薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装,对补段结构外包覆焊接工装,在薄壁回转体结构件内部插入支撑结构件,在补段结构内部插入顶针;
接着,分别夹持薄壁回转体结构件外侧的表面光滑夹持工装和补段结构外侧的焊接工装,将薄壁回转体结构件的焊接面与补段结构的补段结构对齐后实施摩擦焊接;
最后,摩擦焊接结束以后,取出焊接后的薄壁回转体结构件。
在本发明实施例中,首先将薄壁回转体结构件上的局部损伤部件切除,暴露出焊接面,这样在剩下的薄壁回转体结构件上则不含有局部损伤部件,但这时候的薄壁回转体结构件也是不完整的。因此,在下一步骤中本发明实施例制备出补段结构,利用补段结构与薄壁回转体结构件上切除掉的局部损伤部件结构相同的特性,将补段结构与切除掉的局部损伤部件的薄壁回转体结构件摩擦焊接在一起即可。
摩擦焊接过程中需要对切除掉的局部损伤部件的薄壁回转体结构件以及补段结构进行夹持,为避免夹持过程中造成变形等不利情况的产生,本发明实施例随后在对薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装,对补段结构外包覆焊接工装,在薄壁回转体结构件内部插入支撑结构件,在补段结构内部插入顶针;这样利用支撑结构件和表面光滑夹持工装对薄壁回转体结构件内外进行支撑和包覆,防止夹持部件直接与薄壁回转体结构件的刚性接触而造成薄壁回转体结构件变形、损伤等不利情况;可以利用顶针和焊接工装对补段结构内外支撑和包覆,防止夹持部件直接与补段结构刚性接触而造成补段结构变形、损伤等不利情况;
接着,本发明实施例利用摩擦焊接设备分别夹持薄壁回转体结构件外侧的表面光滑夹持工装和补段结构外侧的焊接工装,将薄壁回转体结构件的焊接面与补段结构的补段结构对齐;在摩擦焊接过程中,薄壁回转体结构件的焊接面与补段结构的补段结构的焊接面在摩擦压力作用下相互摩擦并产生摩擦热,界面温度快速升高,界面近域两侧基体金属软化并发生塑性流动,随后停止摩擦,塑性流动的金属基体随即凝固在一起完成整个连接过程。最后,取出焊接后的薄壁回转体结构件即可。
综上所述,本发明实施例通过将薄壁回转体结构件的局部损伤部件切除,采用摩擦焊接方式的固相焊接方法,可以在不损伤基体表面状态和性能的条件下,实现该类结构的高可靠性焊接修复。同时,本发明实施例对薄壁回转体结构件、补段结构进行内部支撑和外部包覆,可以解决待加工件表面易被夹伤问题,保证了待加工件表面状态不受影响。
除此之外,本发明实施例还可以通过薄壁回转体结构件与补段结构在摩擦焊接过程中的缩短量控制顶针向前移动的距离,可以避免支撑结构件与补段结构的摩擦面产生相互摩擦,有利地保证了加工后的薄壁回转体结构件尺寸精度。
本发明实施例结构简单、加工后的薄壁回转体结构件几乎无变形且尺寸精度满足需求,应用价值高。
根据本发明的另一个实施例,所述补段结构在摩擦焊接缩短方向上的长度长于被切除的局部损伤部分的长度。这是因为补段结构在摩擦焊接过程中会有一定长度的缩短,因此,当补段结构在摩擦焊接缩短方向上的长度长于被切除的局部损伤部分的长度以后,可以确保补段结构摩擦焊接以后有一定的缩短余量。
具体地,补段结构在摩擦焊接缩短方向上的长度一般比被切除的局部损伤部分的长度长3-8mm,例如可以为3mm,也可以为4mm,还可以为8mm等,具体可以根据实际情况而定,在此不应构成对本申请的限制。
根据本发明的又一个实施例,薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装的方法包括:首先选取内径稍大于薄壁回转体结构件外壁直径的表面光滑夹持工装;然后沿表面光滑夹持工装的长度方向采用线切割对称切去少许形成切口,再将薄壁回转体结构件从切开的切口处放入到表面光滑夹持工装内,完成表面光滑夹持工装包覆薄壁回转体结构件。在本发明实施例中,首先制备的表面光滑夹持工装为空心结构的柱状体结构,由于薄壁回转体结构件一般形状各异,无法从一端直接插入到表面光滑夹持工装内,因此需要将表面光滑夹持工装沿着长度方向的表面切开,再将薄壁回转体结构件从切口处装入到光滑夹持工装内,为保证光滑夹持工装与薄壁回转体结构件的稳定包覆关系,本发明实施例先选择内径稍大于薄壁回转体结构件外壁直径的表面光滑夹持工装,然后在切开过程中采用线切割对称切去少许形成切口,这样可以去掉部分周边,再包覆薄壁回转体结构件以后可以与薄壁回转体结构件的外径相等,能稳定可靠地与薄壁回转体结构件包覆。
具体地,表面光滑夹持工装的内径比薄壁回转体结构件的外径大0.02-0.1mm(例如可以为0.02mm,也可以为0.05mm,还可以为0.1mm),为确保焊接过程中,薄壁回转体结构件与表面光滑夹持工装贴合紧密,防止夹持过松或者过紧,表面光滑夹持工长度方向尺寸应与薄壁回转体结构件的尺寸相匹配。然后从表面光滑夹持工装中间部位以直径为分界线采用线切割对称切去1-4mm薄片(例如可以为1mm,也可以为2mm,还可以为4mm),再将薄壁回转体结构件从切口处放入到表面光滑夹持工装内,由于薄片的切除,表面光滑夹持工装的周壁直径也相应减小,可以保证表面光滑夹持工装与薄壁回转体结构件稳定接触,焊接过程中夹持力可以完全传递到薄壁回转体结构件上。
根据本发明的一个实施例,补段结构外包覆焊接工装的方法包括:首先选取内径稍大于补段结构外壁直径的焊接工装;然后沿焊接工装的长度方向采用线切割对称切去少许形成切口,再将补段结构从切开的切口处放入到焊接工装内,完成焊接工装包覆补段结构。在本发明实施例中,首先制备的焊接工装为空心结构的柱状体结构,由于补段结构一般形状各异,无法从一端直接插入到焊接工装内,因此需要将焊接工装沿着长度方向的表面切开,再将补段结构从切口处装入到焊接工装内,为保证焊接工装与补段结构的稳定包覆关系,本发明实施例先选择内径稍大于补段结构外壁直径的焊接工装,然后在切开过程中采用线切割对称切去少许形成切口,这样可以去掉部分周边,再包覆补段结构以后可以与补段结构的外径相等,能稳定可靠地与补段结构包覆。
具体地,焊接工装的内径比补段结构的外径大0.02-0.1mm(例如可以为0.02mm,也可以为0.05mm,还可以为0.1mm)。然后从焊接工装中间部位以直径为分界线采用线切割对称切去1-4mm薄片(例如可以为1mm,也可以为2mm,还可以为4mm),再将补段结构从切口处放入到焊接工装内,由于薄片的切除,焊接工装的周壁直径也相应减小,可以保证焊接工装与补段结构稳定接触,焊接过程中夹持力可以完全传递到补段结构上。
根据本发明的另一个实施例,所述焊接工装的长度稍短于所述补段结构的长度。这样在摩擦焊接过程中,焊接工装不影响补段结构与薄壁回转体结构件的摩擦联系。具体地,为确保焊接过程中,焊接工装不影响补段结构与薄壁回转体结构件的摩擦联系,焊接工装的长度方向比补段结构短8-15mm左右(例如可以为8mm,也可以为10mm,还可以为15mm),确保补段结构置于焊接工装后,伸出长度在8-15mm之间。
根据本发明的一个实施例,所述支撑结构件的外径稍小于所述薄壁回转体结构件的内径。这是因为薄壁回转体结构件在摩擦焊接过程中会产生热量,温度升高以后薄壁回转体结构件向外膨胀,将支撑结构件的外径设置成稍小于薄壁回转体结构件的内径,可以在支撑结构件与薄壁回转体结构件之间产生些许缝隙,进而防止薄壁回转体结构件在热作用下产生变形,有效确保摩擦加工过程中产品外形不变。
根据本发明的又一个实施例,所述顶针的外径稍小于所述补段结构的内径。这是因为补段结构在摩擦焊接过程中会产生热量,温度升高以后补段结构向外膨胀,将顶针的外径设置成稍小于补段结构的内径,可以在顶针与补段结构之间产生些许缝隙,进而防止补段结构在热作用下产生变形,有效确保摩擦加工过程中产品外形不变。
根据本发明的另一个实施例,所述顶针在摩擦焊接时先与支撑结构件接触,且顶针施加朝向薄壁回转体结构件方向的推力,可以避免支撑结构件与补段结构的摩擦面产生相互摩擦,有利地保证了加工后的薄壁回转体结构件尺寸精度。
根据本发明的另一个实施例,薄壁回转体结构件摩擦焊接以后还需要对其进行去除飞边,并进行去应力退火处理。去除飞边,并去应力退火处理以后可以形成完整形状的薄壁回转体结构件。
下面以某型发电机从动锥齿轮修复方法为例来说明本发明:
1.修复工艺确定
其结构要点如下:该从动锥齿轮结构由整体棒材加工而成。参阅附图2和附图3所示,从动锥齿轮结构包括花键端1和齿轮结构2,花键端1在服役过程中磨损,修复前需要先将花键端1切掉,切掉后齿轮结构2示意图如图3所示,在齿轮结构2右侧有一个垂直摩擦面3,垂直摩擦面3方向留3mm焊接缩短量,修复形成花键端1的补段结构4如图4所示。为保证焊接过程中的刚度,防止变形,补段结构4相对于原结构尺寸留3mm焊后加工余量,缩短量方向留3mm焊接缩短量,其中补段结构4的焊接面5其内径较垂直摩擦面3的内径尺寸小1mm,补段结构4的焊接面5其外径较垂直摩擦面3的外径尺寸大1mm,确保在焊接过程中,原基体待修复截面完全焊合。
2.焊接工装设计:
由于从动锥齿轮是焊接修复,因此,原结构基体部分(齿轮结构2)在摩擦焊接过程中不能被磕碰、划伤以及表面产生夹持伤痕。因此,需设计表面光滑夹持工装,控制齿轮结构2在焊接过程中的表面光洁度、尺寸精度和自由度控制。根据待修复齿轮结构特征及惯性摩擦焊技术特点,设计工装8如图5所示。同时,如附图6所示,齿轮结构2包括第一圆柱面6和第二圆柱面7,第一圆柱面6和第二圆柱面7为待修复齿轮的夹持面,参阅附图7所示,其中设计工装8上设有与第一圆柱面6和第二圆柱面7分别配合的第一工装配合面9和第二工装配合面10,第一工装配合面9和第二工装配合面10的直径尺寸分别比第一圆柱面6和第二圆柱面7大0.02mm,以确保焊接过程中,齿轮结构2与设计工装8贴合紧密,防止夹持过松或者过紧。第一工装配合面9和第二工装配合面10的长度方向应与尺寸相匹配,包括附图7中所示的过渡角,其设计原则是设计工装8与齿轮结构2在装配过程中不干涉。
参阅附图5所示,设计好第一工装配合面9和第二工装配合面10之后,从设计工装8的第一中间部位11以直径为分界线采用线切割对称切去1mm薄片,保证焊接过程中夹持力可以完全传递到齿轮结构2上。
补段结构4的焊接工装结构设计如图8所示,其内径12尺寸比补段结构4大0.02mm,确保焊接过程中,补段结构4与焊接工装贴合紧密,焊接工装的长度方向比补段结构4短8mm,确保补段结构4置于焊接工装后,伸出长度在8mm之间。设计好内径12尺寸之后,从第二中间部位13以直径为分界线采用线切割对称切去1mm薄片,保证焊接过程中夹持力可以完全传递到补段结构4上。
3.精度控制装置设计
薄壁回转体结构的从动锥齿轮在摩擦焊接过程中,可能会因摩擦焊设备夹持力而产生塑性变形,导致产品报废。参阅附图9所示,通过在待修的齿轮结构2内部设计光滑夹持工装14,光滑夹持工装14的直径与比齿轮结构2内径小0.05mm,可有效防止在夹持阶段的变形。补段结构4内部设计顶针15,在两摩擦面距离1mm时,顶针15先与光滑夹持工装14接触,补段结构4后面有支撑块16,且光滑夹持工装14与齿轮结构2为间隙配合,因此在力的作用下光滑夹持工装14往支撑块17腔体内移动1mm。当齿轮结构2和补段结构4接触摩擦焊接时,摩擦界面产生高温黏塑性金属,两侧基体在摩擦压力作用下继续缩短,随着缩短量的增大,顶针15将光滑夹持工装14继续往支撑块17腔体内推进,直到焊接过程停止。支撑块17腔体直径大于光滑夹持工装14的直径,深度大于齿轮结构2和补段结构4的缩短量尺寸。整个过程可有效保障齿轮结构2和补段结构4的尺寸精度。
4.焊接
焊接时将待焊的齿轮结构2和补段结构4置于工装中,液压分别夹紧固定两侧的齿轮结构2和补段结构4。用丙酮清洗待焊面两侧,进行惯性摩擦焊接。焊后,松开各部位,取出焊接在一起的齿轮结构2和补段结构4,取出光滑夹持工装14和顶针15。焊后齿轮修复结构18示意图如图10所示。
5.焊后机加工
焊后齿轮修复结构18通过机加工去除飞边,并进行去应力退火处理,根据从动锥齿轮结构尺寸进行最终机加成形,焊后机加最终结构如图11所示。
经形貌和测量分析,本发明实施例得到的从动锥齿轮结构精度高,形变小。
需要明确的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言,相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且,为了简明起见,这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围内。
Claims (3)
1.一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
切除薄壁回转体结构件的局部损伤部件,形成焊接面;
制备补段结构,补段结构与切除的局部损伤部件结构相同,且补段结构焊接面的内径尺寸小于薄壁回转体结构件的焊接面的内径尺寸,补段结构焊接面的外径尺寸大于薄壁回转体结构件焊接面的外径尺寸;
对薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装,对补段结构外包覆焊接工装,在薄壁回转体结构件内部插入支撑结构件,在补段结构内部插入顶针;
分别夹持薄壁回转体结构件外侧的表面光滑夹持工装和补段结构外侧的焊接工装,将薄壁回转体结构件的焊接面与补段结构的补段结构对齐后实施摩擦焊接;
摩擦焊接结束以后,取出焊接后的薄壁回转体结构件;
薄壁回转体结构件外包覆表面光滑夹持工装的方法包括:首先选取内径稍大于薄壁回转体结构件外壁直径的表面光滑夹持工装;然后沿表面光滑夹持工装的长度方向采用线切割对称切去少许形成切口,再将薄壁回转体结构件从切开的切口处放入到表面光滑夹持工装内,完成表面光滑夹持工装包覆薄壁回转体结构件;
补段结构外包覆焊接工装的方法包括:首先选取内径稍大于补段结构外壁直径的焊接工装;然后沿焊接工装的长度方向采用线切割对称切去少许形成切口,再将补段结构从切开的切口处放入到焊接工装内,完成焊接工装包覆补段结构;
所述支撑结构件的外径稍小于所述薄壁回转体结构件的内径;所述顶针的外径稍小于所述补段结构的内径;所述顶针在摩擦焊接时先与支撑结构件接触,且顶针施加朝向薄壁回转体结构件方向的推力。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,其特征在于,所述补段结构在摩擦焊接缩短方向上的长度长于被切除的局部损伤部分的长度。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法,其特征在于,薄壁回转体结构件摩擦焊接以后还需要对其进行去除飞边,并进行去应力退火处理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111284129.6A CN113857647B (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111284129.6A CN113857647B (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113857647A CN113857647A (zh) | 2021-12-31 |
CN113857647B true CN113857647B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=78986356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111284129.6A Active CN113857647B (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113857647B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115055908B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-02-20 | 中国航空制造技术研究院 | 一种薄壁回转体类结构修复方法 |
CN115945861B (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-09 | 成都国营锦江机器厂 | 从动锥齿轮内花键磨损的无损修复结构及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102211248A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-10-12 | 衡阳鸿锦石油钻具有限公司 | 一种石油钻杆接头、钻杆及惯性摩擦焊接工艺和工装 |
CN106808081A (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 首都航天机械公司 | 一种铝合金与不锈钢特种型面回转体构件的连接方法 |
CN109226955A (zh) * | 2018-09-24 | 2019-01-18 | 东北石油大学 | 用于钢管摩擦焊的内腔模具及焊接方法 |
CN109759689A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-17 | 陕西天元智能再制造股份有限公司 | 一种抽油机光杆的再制造方法及抽油机光杆 |
CN112207423A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-12 | 湖南坤鼎数控科技有限公司 | 一种方便调节的薄壁管摩擦焊防夹扁支撑件 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001113380A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-24 | Sekisui Chem Co Ltd | 摩擦回転融着機 |
GB201413923D0 (en) * | 2014-08-06 | 2014-09-17 | Rolls Royce Plc | Rotary friction welding |
-
2021
- 2021-11-01 CN CN202111284129.6A patent/CN113857647B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102211248A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-10-12 | 衡阳鸿锦石油钻具有限公司 | 一种石油钻杆接头、钻杆及惯性摩擦焊接工艺和工装 |
CN106808081A (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 首都航天机械公司 | 一种铝合金与不锈钢特种型面回转体构件的连接方法 |
CN109226955A (zh) * | 2018-09-24 | 2019-01-18 | 东北石油大学 | 用于钢管摩擦焊的内腔模具及焊接方法 |
CN109759689A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-17 | 陕西天元智能再制造股份有限公司 | 一种抽油机光杆的再制造方法及抽油机光杆 |
CN112207423A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-12 | 湖南坤鼎数控科技有限公司 | 一种方便调节的薄壁管摩擦焊防夹扁支撑件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113857647A (zh) | 2021-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113857647B (zh) | 一种薄壁回转体结构件局部损伤修复方法 | |
CN114012241B (zh) | 一种带封闭腔体或封闭通道回转体构件的摩擦焊接法 | |
CN102658458B (zh) | 一种涡轮增压器支承轴承制造方法及其定位工装 | |
US9364918B2 (en) | Aluminum alloy propeller shaft and friction welding process thereof | |
US20090304515A1 (en) | Method and device for joining by way of inductive hf pressure welding a rotor blade with a rotor support of a gas turbine with automatic supply of the rotor blade | |
CN112222772A (zh) | 一种用于壁厚可变的钛合金半球型壳体的制备方法 | |
JP5804840B2 (ja) | 加工装置及び加工方法 | |
CN115055908B (zh) | 一种薄壁回转体类结构修复方法 | |
JPH08155701A (ja) | 金属製ミラー及びその製造方法 | |
CN108127128A (zh) | 一种薄壁齿圈外圆面精车方法 | |
US8991287B2 (en) | Surface dimpling on rotating work piece using rotation cutting tool | |
JP5423411B2 (ja) | 旋削装置および旋削方法 | |
JPH10263851A (ja) | 管継手の製造方法 | |
US5339513A (en) | Method of manufacturing thick-walled small diameter pipe | |
KR950009954B1 (ko) | 벽이 두꺼운 소 직경 관의 원주형 내면의 절삭 장치 | |
JP2000343365A (ja) | 工作機械用のワーク保持治具及び加工方法 | |
CN114131174B (zh) | 一种薄壁环-环复合构件摩擦焊接方法 | |
CN110421077B (zh) | 具有大角度薄壁扭曲窄深腔特征的构件的复合成形方法 | |
CN115945861B (zh) | 从动锥齿轮内花键磨损的无损修复结构及方法 | |
CN110216497B (zh) | 一种薄壁异形环的加工工装及加工方法 | |
CN113695859A (zh) | 氢燃料电动压缩机壳体的加工方法 | |
JP5441499B2 (ja) | 摩擦圧接方法 | |
KR102099956B1 (ko) | 전기 자동차 파킹 샤프트의 스플라인 압입 시스템 | |
CN112276496B (zh) | 一种低压涡轮盘的机加过程变形解决方法 | |
JP2004034265A (ja) | 工作物保持装置および保持方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |