一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法技术

本发明专利技术提出了一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，所述方法包括如下步骤：S1：产品分析分类；S2：零部件生产；S3：制作平台及工装；S4：逐层组焊。通过本发明专利技术所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，在满足产品形状和尺寸均不受限制的前提下，实现大型薄壁钛合金框架类结构件的生产，且满足产品高精度要求。度要求。度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法


[0001]本专利技术涉及钛合金加工
，具体而言，涉及一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法。

技术介绍

[0002]钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀、无磁性等优异的综合性能，目前已成为高端装备领域的重要结构材料。随着我国舰船、航空、航天等领域的飞速发展，相关配套装备对于高性能、高精度需求的提出，使得钛合金铸件已朝着集成化、大型化和复杂化方向发展，尤其是航天装备对大型钛合金框架类铸件需求越来越多，要求尺寸更大重量更轻。
[0003]受制于现有铸造炉设备尺寸以及薄壁钛合金充型难等因素，目前大型薄壁钛合金框架类铸件尺寸一般在3000mm以内，铸造壁厚一般≥5mm。其中，申请人采用机加工石墨型铸造工艺研制出了最大尺寸达到2300mm的复杂框架型航天用钛合金铸件，且最小壁厚5mm；沈阳铸造研究所目前拥有国内最大的1200kg真空自耗电弧凝壳炉，研制的熔模精密铸造大型钛合金铸件尺寸达到2000mm以上，且最小壁厚3mm。
[0004]但是，现有技术中，对于尺寸更大壁厚更薄的框架类结构件则无法铸造成型。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是：提出一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，在满足产品形状和尺寸均不受限制的前提下，实现大型薄壁钛合金框架类结构件的生产，且满足产品高精度要求。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1：产品分析分类；
[0008]S2：零部件生产；
[0009]S3：制作平台及工装；
[0010]S4：逐层组焊。
[0011]优选地，步骤S1包括如下具体分析步骤：
[0012]S11：分析产品的形状结构；
[0013]S12：根据产品空间结构把产品分成多层及位于多层间的支撑连接件；
[0014]S13：对产品中的所有零部件按照形状结构的不同进行分类拆分。
[0015]优选地，步骤S13的分类拆分结果包含有：“薄壁管、异形结构件”或“薄壁管、异形结构件、板材”。
[0016]优选地，步骤S2至少包括如下生产工序中的前两者或是全部：
[0017]S21：异形结构件采用熔模精密铸造或机加工石墨型铸造工艺生产；
[0018]S22：薄壁管采用无缝管或焊管成型；
[0019]S23：板材采用热轧或冷轧工艺成型。
[0020]优选地，步骤S3包括如下具体制作步骤：
[0021]S31：制作专用的大型焊接平台，确保焊接平台平整、且符合平面度要求；
[0022]S32：制作组焊用工装。
[0023]优选地，在步骤S32中，工装至少包括：支撑工装、固定工装、防变形工装。
[0024]优选地，步骤S4包括如下逐层组焊步骤：
[0025]S41：底层组焊，找出基准并用工装支撑固定，定位相应的零部件位置，之后进行点焊、尺寸复测、满焊；
[0026]S42：依次完成其他所有分层的单独组焊；
[0027]S43：将所有分层通过相应的支撑连接件进行由下到上的整体组焊。
[0028]优选地，步骤S43包括如下整体组焊步骤：
[0029]S431：利用支撑工装，调整各层间距及角度；
[0030]S432：利用激光定位仪确定相应结构位置；
[0031]S433：由内至外焊接，直至产品满焊完成；
[0032]S434：通过检测与调整，保证产品尺寸公差。
[0033]优选地，在步骤S431中，以与底层组焊相对应的底层支撑工装上平面做为基准面，根据差值调整其他分层的支撑工装。
[0034]优选地，当异形结构件包括有大型外圆工字梁时，大型外圆工字梁在步骤S21中采用石墨型铸造工艺分段成型，且在步骤S41之前，步骤S4还包括如下逐层组焊步骤：
[0035]S40：大型外圆工字梁组焊，以外圆为基准，在焊接平台上将分段成型的外圆工字梁以工装固定、压实，点焊后进行检测并调整尺寸精度，之后进行满焊。
[0036]相对于现有技术而言，本专利技术所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法具有以下有益效果：
[0037]1)在满足产品形状和尺寸均不受限制的前提下，实现大型薄壁钛合金框架类结构件的生产，且满足产品高精度要求；
[0038]2)通过“铸造、轧制、机加工、逐层组焊”相结合的方式制备大型薄壁钛合金框架类结构件，以克服现有铸造炉基于大型薄壁框架成品无法直接铸造成型的缺点。
附图说明
[0039]构成本专利技术的一部分附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0040]图1为本专利技术所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的第一立体结构示意图；
[0041]图2为本专利技术所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的第二立体结构示意图；
[0042]图3为本专利技术所述的一种底层组焊的立体结构示意图；
[0043]图4为图3中所述的一种外圆工字梁的立体结构示意图；
[0044]图5为本专利技术所述的一种分段浇注模具(外圆工字梁用)的平面结构示意图；
[0045]图6为本专利技术所述的一种上层组焊的立体结构示意图。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术的上述目的、技术方案和优点更加清楚易懂，下面将对本专利技术做进一
步的详细说明。应当理解，本专利技术在此所描述的具体实施例仅是构成本专利技术的部分实施例，其仅用以解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0047]参见图1
‑
6所示，本专利技术提出了一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，包括如下步骤：
[0048]S1：产品分析分类；
[0049]S2：零部件生产；
[0050]S3：制作平台及工装；
[0051]S4：逐层组焊。
[0052]具体的，参见图1
‑
2所示，为一种大型薄壁钛合金框架类结构件的立体结构示意图。在本专利技术中，针对现有工艺方法的不足，可通过“产品分析分类
‑
零部件生产
‑
制作平台及工装
‑
逐层组焊”的方式制备大型薄壁钛合金框架类结构件，以克服现有铸造炉基于大型薄壁框架成品无法直接铸造成型的缺点。由此，在满足产品形状和尺寸均不受限制的前提下，实现大型薄壁钛合金框架类结构件的生产，且满足产品高精度要求。
[0053]优选地，步骤S1包括如下具体分析步骤：
[0054]S11：分析产品的形状结构；
[0055]S12：根据产品空间结构把产品分成多层及位于多层间的支撑连接件；
[0056]S13：对产品中的所有零部件按照形状结构的不同进行分类拆分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：产品分析分类；S2：零部件生产；S3：制作平台及工装；S4：逐层组焊。2.根据权利要求1所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，其特征在于，步骤S1包括如下具体分析步骤：S11：分析产品的形状结构；S12：根据产品空间结构把产品分成多层及位于多层间的支撑连接件；S13：对产品中的所有零部件按照形状结构的不同进行分类拆分。3.根据权利要求2所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，其特征在于，步骤S13的分类拆分结果包含有：“薄壁管、异形结构件”或“薄壁管、异形结构件、板材”。4.根据权利要求3所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，其特征在于，步骤S2至少包括如下生产工序中的前两者或是全部：S21：异形结构件采用熔模精密铸造或机加工石墨型铸造工艺生产；S22：薄壁管采用无缝管或焊管成型；S23：板材采用热轧或冷轧工艺成型。5.根据权利要求4所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，其特征在于，步骤S3包括如下具体制作步骤：S31：制作专用的大型焊接平台，确保焊接平台平整、且符合平面度要求；S32：制作组焊用工装。6.根据权利要求5所述的一种大型薄壁钛合金框架类结构件的制备方法，其特征在于，在步骤S32中，工装至少包括：支撑工装、固定工装、防变形工装。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：常化强，孙宏喆，穆晓辉，李渤渤，程亚珍，乔海滨，杨学东，
申请(专利权)人：洛阳双瑞精铸钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：