CN114713927A - 一种控制环类零件焊接变形的方法及撑杆式校形工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制环类零件焊接变形的方法及撑杆式校形工装，本发明的方法针对真空钎焊某型大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件时存在的零件焊接变形量较大以至于影响后续机械加工的技术难题，通过焊前、焊后、回火后、校形后反复测量零件各项尺寸，引入楔形块、撑杆式校形工装，采用补焊+校形和回火+校形的创新性方法，零件最终变形量均能满足后续机械加工要求。本发明分别将补焊工序与校形工序合并，将回火工序与校形工序合并，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明在保障某型燃气轮机顺利交付的同时，填补了大尺寸马氏体不锈钢环类零件焊接变形控制的技术空白，丰富了技术储备，对同类零件的加工制造具有重要的工程参考价值。

Description

一种控制环类零件焊接变形的方法及撑杆式校形工装

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体为一种控制环类零件焊接变形的方法及撑杆式校形工装。

背景技术

某型燃气轮机用外环焊接组件由1Cr11Ni2W2MoV外环基体与GH536蜂窝真空钎焊组成，最大外直径尺寸超过1.2m。外环基体材料为马氏体不锈钢，在真空钎焊过程中会由马氏体转变为奥氏体再由奥氏体转变为马氏体，产生一定的相变力导致零件变形。外环基体由于自身结构特点，在真空钎焊前累积了一些机械加工产生的残余应力，在真空钎焊过程中残余应力释放导致零件变形。炉内支架、进炉工装自身平面度差也可能导致零件变形。零件变形表现为端面跳动(翘曲)与周向跳动(椭圆)。现有技术中，并无关于控制大尺寸马氏体不锈钢环类零件真空钎焊变形的论文和专利介绍。

综上所述，基体的材料特殊性和大尺寸效应增加了控制零件焊接变形的技术风险和技术难度。从方便后续机械加工的角度出发，应在真空钎焊和焊后回火过程中采取措施对零件变形量进行有效的控制。

发明内容

为解决真空钎焊某型大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件时存在的零件焊接变形量较大以至于影响后续机械加工的技术难题，本发明提供了一种控制环类零件焊接变形的方法及撑杆式校形工装。

本发明采用的技术方案如下：

一种撑杆式校形工装，该撑杆式校形工装用于对外环基体内侧进行支撑，包括本体、撑杆和若干定位块，本体的两端对称设有两个撑杆，两个撑杆同轴设置并与本体之间螺纹连接，所述定位块的一端能够与外环基体的内侧面适配相抵并对外环基体的下端面进行支撑，定位块的另一端能够与撑杆的端部相抵；利用该工装对外环基体内侧进行支撑时，所有定位块设置在外环基体的内侧，其中两块定位块分别位于撑杆的端部与外环基体之间，其余的定位块对称分布在外环基体的周向上。

优选的，本体上安装有两个用于与所述撑杆进行螺纹连接的螺母，撑杆的一端设有与所述螺母适配的外螺纹；

定位块采用开有凹槽的扇形块，定位块与外环基体相抵的面为扇形弧面，该扇形弧面能够与外环基体的内圆面相贴合且其上开设有凹槽，凹槽空间用于容纳蜂窝环以避免校形过程中损伤蜂窝；

定位块上与撑杆接触的部位设有供撑杆另一端嵌入的卡槽，所述卡槽用于对撑杆的端部进行定位。

优选的，当所述撑杆式校形工装对外环基体内侧进行支撑时，本体的下端面以及所有定位块的下端面共面。

本发明还提供了一种控制环类零件焊接变形的方法，包括如下步骤：

步骤1，焊前测量：测量外环基体的跳动值，所述跳动值包括外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值和大直径端的圆跳动值；沿外环基体的周向均匀标记若干直径测点，测量各直径测点相应直径值；

步骤2，真空钎焊：将外环基体平放，然后进炉进行真空钎焊；

步骤3，焊后测量：外环基体出炉冷却至室温后，测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值；将该测量值与步骤1中的测量值相比较：若此时外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，将外环基体进行步骤6的真空回火处理；若此时外环基体变形量不能够满足后续机械加工要求，则将外环基体进行步骤4的补焊校形；

步骤4，补焊校形：将步骤2真空钎焊后变形量不能够满足后续机械加工要求的外环基体自由平放进炉，同时检查蜂窝焊接质量，对存在焊缝缺陷的位置补充添加钎料，再次执行真空钎焊工艺参数；

步骤5，补焊校形后测量：外环基体出炉冷却至室温后，测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值，将该测量值与步骤3中的测量值相比较：若此时外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，将外环基体进行步骤6的真空回火处理；若此时外环基体变形量不能够满足后续机械加工要求，则将外环基体进行步骤8的回火校形；

步骤6，真空回火：将能够满足后续机械加工要求的外环基体进炉，进行回火热处理；

步骤7，回火后测量：将外环基体出炉冷却至室温后，测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值，记录此时外环基体的变形量，并将外环基体转入后续机械加工工序；

步骤8，回火校形：采用本发明如上所述的撑杆式校形工装对外环基体内侧进行支撑，撑杆式校形工装对外环基体的支撑方向为外环基体的短轴方向，之后对外环基体进行回火校形；

步骤9，回火校形后测量：测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值，将该测量值与步骤5中的测量值相比较：若此时外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，则将外环基体转入后续机械加工工序，否则重复步骤8，直至外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，并将外环基体转入后续机械加工工序。

优选的，外环基体在进入真空钎焊炉前，在进炉用陶瓷板与外环基体之间或者进炉用陶瓷板与炉内支架之间放置楔形块，或者将外环基体平放在整块石墨平台上进炉，补偿炉内支架、进炉工装自身较差平面度，以保证端面跳动间接保证周向圆跳动。

优选的，步骤2中，真空钎焊时，外环基体进炉后，将外环基体加热至940℃-960℃并保温40min～50min，之后在1045℃～1055℃下保温10min～20min，完成对外环基体的钎焊。

优选的，步骤6中，真空回火时，在540℃～600℃或者660℃～710℃回火温度下保温80min～120min，完成对外环基体的真空回火热处理。

优选的，步骤8中，回火校形时，撑杆的伸长量比外环基体的伸长量大，撑杆的收缩量比外环基体的收缩量大。

优选的，使用撑杆式校形工装校形时，满足如下关系：

撑杆冷态作用值+热膨胀作用值-回弹量＝实际变化值

其中，撑杆冷态作用值是指室温下通过调节螺纹配合的进给量来改变撑杆的长度，进而控制外环基体短轴在撑杆作用下的伸长量；热膨胀作用值是指外环基体短轴在撑杆热膨胀作用下的伸长量；回弹量是外环基体的弹性变形部分；实际变化值是指外环基体最终产生的塑性变形量。

优选的，所述外环基体的材质为1Cr11Ni2W2MoV，撑杆的材质为1Cr18Ni9Ti。

本发明具有如下有益效果：

本发明针对真空钎焊某型大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件时存在的零件焊接变形量较大以至于影响后续机械加工的技术难题，通过焊前、焊后、回火后、校形后反复测量零件各项尺寸，一边摸索规律一边制定下一步的实施方案，引入楔形块、撑杆式校形工装，采用补焊+校形和回火+校形的创新性方法，零件最终变形量均能满足后续机械加工要求。本发明分别将补焊工序与校形工序合并，将回火工序与校形工序合并，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明在保障某型燃气轮机顺利交付的同时，填补了大尺寸马氏体不锈钢环类零件焊接变形控制的技术空白，丰富了公司乃至国内的技术储备，对同类零件的加工制造具有重要的工程参考价值。

附图说明

图1是本发明控制环类零件焊接变形的方法的流程图。

图2是本发明采用的楔形块的结构示意图。

图3是本发明采用楔形块的不同叠放组合形式示意图。

图4是本发明使用楔形块时的进炉摆放方式示意图。

图5是本发明实施例中某零件用撑杆式校形工装的结构示意图。

图6本发明实施例中零件A的结构示意图。

图7本发明实施例中零件B的结构示意图。

图8本发明实施例中零件C的结构示意图。

图9本发明实施例中零件C的小端外圆变化情况。

图10本发明实施例中零件C的大端外圆变化情况。

图中，1-外环基体，1-1-上端面，1-2-下端面，1-A-零件A，1-B-零件B，1-C-零件C，2-蜂窝，3-卡槽，4-陶瓷板，5-楔形块，6-本体，7-撑杆，8-螺母，9-定位块，10-扇形弧面，11-凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。

参见图1-图8，本发明控制环类零件焊接变形的方法，包括以下步骤：

步骤1，焊前测量：在外环基体真空钎焊蜂窝环之前，测量外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值以及大直径端的圆跳动值。沿周向均布选择外环基体上的标记若干能测量直径的测点，然后测量相应直径值。对上述测量值做好记录。

步骤2，真空钎焊：在进炉用陶瓷板与外环基体之间或者进炉用陶瓷板与炉内支架之间放置楔形块，亦或者将外环基体平放在整块石墨平台上进炉，补偿炉内支架、进炉工装这些自身较差平面度，以保证外环基体端面跳动间接保证周向圆跳动。楔形块的材料为1Cr18Ni9Ti。楔形块的结构、不同叠放组合形式以及使用楔形块时的进炉摆放方式分别如图2～图4所示，具体的放置形式可根据现场的实际情况进行灵活运用。另一方面，在稳定温度940℃-960℃下，将现有技术中的保温时间10min～20min延长为保温40min～50min，目的是降低外环基体的大尺寸效应的影响，减小温度梯度，使其各部分的温度得以均匀，有利于提高焊接质量，同时使零件中的残余应力得到进一步的释放，也有利于控制零件焊接变形。最后在1045℃～1055℃下保温10min～20min，完成对零件(即外环基体)的钎焊。

步骤3，焊后测量：零件出炉冷却至室温后，再次测量外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值以及大直径端的圆跳动值。同时测量已标记好的能测量直径的测点(如步骤1中标识的测点)处的直径值。将步骤3中的测量值(指的是本步骤测量的上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值、大直径端的圆跳动值以及各测点对应的直径值)与步骤1中的测量值(指的是步骤1测量的上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值、大直径端的圆跳动值以及各测点对应的直径值)相比较(比较时是对应的值相比较，如步骤3的上端面的端跳动值与步骤1的上端面的端跳动值进行比较)：若此时零件变形量能够满足后续机械加工要求，则将零件转入步骤6进行真空回火处理；若此时零件变形量已经较大(该程度是相对后续能否机加出来而言的，但因为零件结构、尺寸各有差异，本领域技术人员需要根据不同的零件的要求以及设备的加工能力，根据具体情况具体判断，比如：本发明欲加工的外环焊接组件是由外环基体与蜂窝真空钎焊组成的，设计图纸要求的外环基体最终成品状态的某一外径尺寸值是Φ90mm，在真空钎焊集件配套时该对应外径尺寸实际值为Φ95mm，即单边留有2.5mm的加工余量，而在真空钎焊过程中由于各种变形因素的影响，出炉后零件由圆变椭，该对应外径尺寸实际值为Φ88mm～Φ100mm，则显然，Φ88mm处已经无法机加出来，因此需要在真空钎焊后对该零件进行校形，校形合格后方可转入后续机械加工工序。上文所述的Φ90mm为设计图纸规定尺寸，Φ95mm即为步骤1中的测量值，Φ88mm～Φ100mm即为步骤3中的测量值。换言之，零件的尺寸变化到什么程度，是否后续还能够机加到满足设计要求，是机械加工领域的技术人员的通识性认知，此处不再赘述)，则需将零件转入步骤4进行补焊校形。

步骤4，补焊校形：按照行业内相关标准，真空钎焊后的零件允许进行两次补焊。因此，将已经产生较大焊接变形的零件，自由平放在整块石墨平台上进炉。同时，检查蜂窝焊接质量，对存在焊缝缺陷的位置补充添加钎料。再次执行如步骤2的真空钎焊工艺参数，既是补焊又是校形，目的是使马氏体不锈钢材料外环基体再次发生相变从而使其内应力重新分布至更加平衡的状态，对减小零件变形量有一定的帮助。

步骤5，补焊校形后测量：零件出炉冷却至室温后，再次测量外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值以及大直径端的圆跳动值。同时测量已标记好的测点处的直径值。将步骤5中的测量值与步骤3中的测量值相比较：若此时零件变形量能够满足后续机械加工要求，则将零件转入步骤6进行真空回火处理；若此时零件变形量仍然较大，则需将零件转入步骤8进行回火校形。

步骤6，真空回火：再次利用楔形块或者整块石墨平台进炉。在540℃～600℃或者660℃～710℃回火温度下保温80min～120min，完成对外环基体的回火热处理。为使外环基体金相组织均匀一致，保温时间应当充分，可根据外环基体的最大壁厚尺寸适当调整。

步骤7，回火后测量：零件出炉冷却至室温后，再次测量外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值以及大直径端的圆跳动值。同时测量已标记好的测点处的直径值。记录此时零件的变形量，并将零件转入后续机械加工工序。

步骤8，回火校形：在焊后真空回火过程中，依据不同种类合金加热时线膨胀系数的差异性制造撑杆式校形工装。使用撑杆式校形工装时，撑杆应与零件短轴处于同一条直线上。查阅《航空材料手册》，针对1Cr11Ni2W2MoV材料外环基体，选取1Cr18Ni9Ti作为撑杆式校形工装的主要材料。例如，从室温升高到670℃时，1Cr11Ni2W2MoV的线膨胀系数为12.7，1Cr18Ni9Ti的线膨胀系数为18.5。1Cr18Ni9Ti的线膨胀系数比1Cr11Ni2W2MoV的线膨胀系数大，意味着在升温过程中，单位长度短轴方向上，撑杆的伸长量比外环基体的伸长量大；在降温过程中，单位长度短轴方向上，撑杆的收缩量比外环基体的收缩量大。利用1Cr11Ni2W2MoV外环基体与1Cr18Ni9Ti撑杆在线膨胀系数方面的差异，使零件短轴在撑杆热膨胀作用下伸长牵连着使零件长轴缩短，最终使零件外形轮廓更加趋近于圆形。

本发明所给出的撑杆式校形工装的结构如附图5所示，主要包括以下组件：撑杆7、螺母8、定位块9、本体6。撑杆7的一端加工成螺纹柱，另一端放置在定位块9的卡槽3内。螺纹柱与螺母8相配合，通过调节螺纹配合的进给量来改变撑杆7伸出的长度。螺母8的一端与螺纹柱连接，另一端放置在本体6的卡槽内。所述定位块9实际上是一种开有凹槽11的扇形块，凹槽11空间用于存放蜂窝环以避免校形过程中损伤蜂窝。定位块具有一定宽度且其扇形弧面10与外环基体1的内圆面相贴合。定位块9的使用数量可以为4个甚至更多，与撑杆7相连接的定位块9可以将撑杆作用力传递到外环基体上，其余定位块起到支撑零件的作用。

根据经验，使用撑杆校形时存在如下公式：

撑杆冷态作用值+热膨胀作用值-回弹量＝实际变化值

其中撑杆冷态作用值是指室温下通过调节螺纹配合的进给量来改变撑杆的长度，进而控制零件短轴在撑杆作用下的伸长量；热膨胀作用值是指零件短轴在撑杆热膨胀作用下的伸长量；回弹量可以认为是零件的弹性变形部分；实际变化值是指零件最终产生的塑性变形量。

回火校形过程本质上既是校形又是回火，在540℃～600℃或者660℃～710℃回火温度下保温80min～120min，完成对外环基体的回火热处理。为使外环基体金相组织均匀一致，保温时间应当充分，可根据外环基体的最大壁厚尺寸适当调整。值得一提的是，当步骤9中的测量值仍不能满足后续机械加工要求进而需要将零件转入步骤8进行二次(甚至更多次)回火校形时，应重新找到此时零件上的短轴值，并将撑杆装配在与零件短轴处于同一条直线上。

步骤9，回火校形后测量：零件出炉冷却至室温后，再次测量外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值以及大直径端的圆跳动值。同时测量已标记好的测点处的直径值。将步骤9中的测量值与步骤5中的测量值相比较：若此时零件变形量能够满足后续机械加工要求，则可以将零件转入后续机械加工工序；若此时零件变形量仍然较大，则需将零件转入步骤8继续进行回火校形直至零件变形量能够满足要求为止。

实施例1

本实施例给出了一种控制环类零件焊接变形的方法，以零件A(外环基体的一种类型，参见图6)为例，其具体过程包括以下步骤：

步骤1，焊前测量：在外环基体真空钎焊蜂窝环之前，测量外环基体上端面、下端面的端跳动值，小直径端、大直径端的圆跳动值。沿周向均布选择外环基体上的标记若干能测量直径的测点，然后测量相应直径值。对上述测量值做好记录。

步骤2，真空钎焊：将零件平放在整块石墨平台上进炉，在稳定温度940℃下保温40min，在钎焊温度1045℃下保温10min，完成对零件的真空钎焊。

步骤3，焊后测量：零件出炉冷却至室温后，测量得到零件小端圆跳动值最大为0.49mm，小端端跳动值最大为0.51mm，零件小端长短轴差值为0.38mm；零件大端圆跳动值最大为0.42mm，大端端跳动值最大为0.47mm，零件大端长短轴差值为0.38mm。此时零件变形量能够满足后续机械加工要求，将零件进行真空回火处理。

步骤4，真空回火：将零件平放在整块石墨平台上进炉，在690℃回火温度下保温75min，完成对外环基体的回火热处理。

步骤5，回火后测量：零件出炉冷却至室温后，再次测量外环基体上端面、下端面的端跳动值，小直径端、大直径端的圆跳动值。同时测量已标记好的特定位置处的直径值。此时零件的变形量与步骤3焊后测量的结果值相当，因此可以将零件转入后续机械加工工序。

实施例2

本实施例给出了一种控制环类零件焊接变形的方法，以零件B(外环基体的另一种类型，参见图7)为例，其具体过程包括以下步骤：

步骤1，焊前测量：在外环基体真空钎焊蜂窝环之前，测量外环基体上端面、下端面的端跳动值，小直径端、大直径端的圆跳动值。沿周向均布选择外环基体上的标记若干能测量直径的测点，然后测量相应直径值。对上述测量值做好记录。

步骤2，真空钎焊：在进炉用陶瓷板与零件之间放置楔形块，利用楔形块的有效高度填充陶瓷板与零件之间的间隙，使零件底面尽可能地置于同一水平面上，以保证端面跳动间接保证周向跳动，进而控制零件整体变形。楔形块的结构、不同叠放组合形式以及使用楔形块时的进炉摆放方式分别如附图2～附图4所示。在稳定温度950℃下保温45min，在钎焊温度1050℃下保温15min，完成对零件的真空钎焊。

步骤3，焊后测量：零件出炉冷却至室温后，测量得到零件小端圆跳动值最大为0.21mm，小端端跳动值最大为0.49mm，零件小端长短轴差值为0.42mm；零件大端圆跳动值最大为0.31mm，大端端跳动值最大为0.43mm，零件大端长短轴差值为0.38mm。此时零件变形量能够满足后续机械加工要求，将零件进行真空回火处理。

步骤4，真空回火：参照步骤2真空钎焊工序，再次利用楔形块进炉。在570℃回火温度下保温100min，完成对外环基体的回火热处理。

步骤5，回火后测量：零件出炉冷却至室温后，再次测量外环基体上端面、下端面的端跳动值，小直径端、大直径端的圆跳动值。同时测量已标记好的能测量直径的测点(如步骤1中标识的测点)处的直径值。此时零件的变形量与步骤3焊后测量的结果值相当，因此可以将零件转入后续机械加工工序。

实施例3

本实施例给出了一种控制环类零件焊接变形的方法以及回火校形时所用到的撑杆式校形工装，以零件C(外环基体的另一种类型，参见图8)为例，其具体过程包括以下步骤：

步骤1，焊前测量：在外环基体真空钎焊蜂窝环之前，测量外环基体上端面、下端面的端跳动值，小直径端、大直径端的圆跳动值。沿周向均布选择外环基体上的标记若干能测量直径的测点，然后测量相应直径值。对上述测量值做好记录。

步骤2，真空钎焊：将零件平放在整块石墨平台上进炉，在稳定温度960℃下保温50min，在钎焊温度1055℃下保温20min，完成对零件的真空钎焊。

步骤3，焊后测量：零件出炉冷却至室温后，测量得到零件小端圆跳动值最大为3.55mm，小端端跳动值最大为0.39mm，零件小端长短轴差值为6.5mm；零件大端圆跳动值最大为4.8mm，大端端跳动值最大为0.55mm，零件大端长短轴差值为7.1mm。此时零件变形量已经较大，需要进行补焊校形。

步骤4，补焊校形：将已经产生较大焊接变形的零件，自由平放在整块石墨平台上进炉。同时，检查蜂窝焊接质量，对存在焊缝缺陷的位置补充添加钎料。再次执行步骤2中的真空钎焊工艺参数，既是补焊又是校形，目的是使马氏体不锈钢材料外环基体再次发生相变从而使其内应力重新分布至更加平衡的状态。

步骤5，补焊校形后测量：零件出炉冷却至室温后，测量得到零件小端圆跳动值最大为5.82mm，小端端跳动值最大为1.2mm，零件小端长短轴差值为5.2mm；零件大端圆跳动值最大为7.8mm，大端端跳动值最大为1.7mm，零件大端长短轴差值为5mm。此时零件变形量仍然较大，需要进行回火校形。

步骤6，回火校形：以零件小端直径测量值为参考，通过步骤5的测量，找到此时零件上的短轴位置。引入附图5所示撑杆式校形工装，将撑杆装配在与零件短轴处于同一条直线上。基于下列公式，进行回火校形。

撑杆冷态作用值+热膨胀作用值-回弹量＝实际变化值

此时，零件短轴位置的直径测量值与设计名义值相差3mm，即通过回火校形期望达到的实际变化值应为3mm。根据线膨胀系数的定义，计算得到零件短轴在撑杆热膨胀作用下的伸长量即热膨胀作用值为8.74mm。根据经验计算得到回弹量约为4.2mm。将实际变化值、热膨胀作用值、回弹量代入上述公式，通过调节螺纹配合的进给量来改变撑杆的长度，进而控制零件短轴在撑杆冷态作用下的伸长量，最终设定撑杆冷态作用值为-1.54mm，即定位块的扇形弧面与外环基体的内圆面应留有1.54mm左右的间隙。将零件支撑在定位块的同一水平面上进炉。在570℃回火温度下保温115min，完成对外环基体的回火热处理。

步骤7，回火校形后测量：零件出炉冷却至室温后，测量得到零件小端圆跳动值最大为1.2mm，小端端跳动值最大为0.8mm，零件小端长短轴差值为1.4mm；零件大端圆跳动值最大为1.25mm，大端端跳动值最大为0.7mm，零件大端长短轴差值为1.4mm。此时零件变形量能够满足后续机械加工要求，可以将零件转入后续机械加工工序。

根据真空钎焊后、第一次校形后即补焊校形后、第二次校形后即回火校形后得到的直径测量值，绘制出了极坐标下零件C的小端外圆轮廓和大端外圆轮廓的变化情况，分别如图9和图10所示。

分析图9和图10可以看出，零件长短轴差值逐渐减小，外形轮廓更加趋近于圆形，尤以使用了撑杆式校形工装的回火校形工序的作用效果最为明显。

Claims (10)

1.一种撑杆式校形工装，其特征在于，该撑杆式校形工装用于对外环基体内侧进行支撑，包括本体(6)、撑杆(7)和若干定位块(9)，本体(6)的两端对称设有两个撑杆(7)，两个撑杆(7)同轴设置并与本体(6)之间螺纹连接，所述定位块(9)的一端能够与外环基体(1)的内侧面适配相抵并对外环基体(1)的下端面进行支撑，定位块(9)的另一端能够与撑杆(7)的端部相抵；利用该工装对外环基体内侧进行支撑时，所有定位块(9)设置在外环基体(1)的内侧，其中两块定位块(9)分别位于撑杆(7)的端部与外环基体(1)之间，其余的定位块(9)对称分布在外环基体(1)的周向上。

2.根据权利要求1所述的一种撑杆式校形工装，其特征在于，本体(6)上安装有两个用于与所述撑杆(7)进行螺纹连接的螺母(8)，撑杆(7)的一端设有与所述螺母(8)适配的外螺纹；

定位块(9)采用开有凹槽的扇形块，定位块(9)与外环基体(1)相抵的面为扇形弧面，该扇形弧面能够与外环基体(1)的内圆面相贴合且其上开设有凹槽，凹槽空间用于容纳蜂窝环以避免校形过程中损伤蜂窝；

定位块(9)上与撑杆(7)接触的部位设有供撑杆(7)另一端嵌入的卡槽，所述卡槽用于对撑杆(7)的端部进行定位。

3.根据权利要求1所述的一种撑杆式校形工装，其特征在于，当所述撑杆式校形工装对外环基体内侧进行支撑时，本体(6)的下端面以及所有定位块(9)的下端面共面。

4.一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，焊前测量：测量外环基体的跳动值，所述跳动值包括外环基体上端面的端跳动值、下端面的端跳动值、小直径端的圆跳动值和大直径端的圆跳动值；沿外环基体的周向均匀标记若干直径测点，测量各直径测点相应直径值；

步骤2，真空钎焊：将外环基体平放，然后进炉进行真空钎焊；

步骤3，焊后测量：外环基体出炉冷却至室温后，测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值；将该测量值与步骤1中的测量值相比较：若此时外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，将外环基体进行步骤6的真空回火处理；若此时外环基体变形量不能够满足后续机械加工要求，则将外环基体进行步骤4的补焊校形；

步骤4，补焊校形：将步骤2真空钎焊后变形量不能够满足后续机械加工要求的外环基体自由平放进炉，同时检查蜂窝焊接质量，对存在焊缝缺陷的位置补充添加钎料，再次执行真空钎焊工艺参数；

步骤5，补焊校形后测量：外环基体出炉冷却至室温后，测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值，将该测量值与步骤3中的测量值相比较：若此时外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，将外环基体进行步骤6的真空回火处理；若此时外环基体变形量不能够满足后续机械加工要求，则将外环基体进行步骤8的回火校形；

步骤6，真空回火：将能够满足后续机械加工要求的外环基体进炉，进行回火热处理；

步骤7，回火后测量：将外环基体出炉冷却至室温后，测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值，记录此时外环基体的变形量，并将外环基体转入后续机械加工工序；

步骤8，回火校形：采用权利要求1-3任意一项所述的撑杆式校形工装对外环基体内侧进行支撑，撑杆式校形工装对外环基体的支撑方向为外环基体的短轴方向，之后对外环基体进行回火校形；

步骤9，回火校形后测量：测量外环基体的跳动值以及各直径测点相应直径值，将该测量值与步骤5中的测量值相比较：若此时外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，则将外环基体转入后续机械加工工序，否则重复步骤8，直至外环基体变形量能够满足后续机械加工要求，并将外环基体转入后续机械加工工序。

5.根据权利要求4所述的一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，外环基体在进入真空钎焊炉前，在进炉用陶瓷板与外环基体之间或者进炉用陶瓷板与炉内支架之间放置楔形块，或者将外环基体平放在整块石墨平台上进炉，补偿炉内支架、进炉工装自身较差平面度，以保证端面跳动间接保证周向圆跳动。

6.根据权利要求4所述的一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，步骤2中，真空钎焊时，外环基体进炉后，将外环基体加热至940℃～960℃并保温40min～50min，之后在1045℃～1055℃下保温10min～20min，完成对外环基体的钎焊。

7.根据权利要求4所述的一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，步骤6中，真空回火时，在540℃～600℃或者660℃～710℃回火温度下保温80min～120min，完成对外环基体的真空回火热处理。

8.根据权利要求4所述的一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，步骤8中，回火校形时，撑杆的伸长量比外环基体的伸长量大，撑杆的收缩量比外环基体的收缩量大。

9.根据权利要求8所述的一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，使用撑杆式校形工装校形时，满足如下关系：

撑杆冷态作用值+热膨胀作用值-回弹量＝实际变化值

其中，撑杆冷态作用值是指室温下通过调节螺纹配合的进给量来改变撑杆的长度，进而控制外环基体短轴在撑杆作用下的伸长量；热膨胀作用值是指外环基体短轴在撑杆热膨胀作用下的伸长量；回弹量是外环基体的弹性变形部分；实际变化值是指外环基体最终产生的塑性变形量。

10.根据权利要求4-9任意一项所述的一种控制环类零件焊接变形的方法，其特征在于，所述外环基体的材质为1Cr11Ni2W2MoV，撑杆的材质为1Cr18Ni9Ti。

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