焊接壁板喷丸成形方法技术

本发明专利技术提供了一种焊接壁板喷丸成形方法，包括以下步骤：采用焊接工艺焊接壁板零件，形成焊接壁板；对焊缝区域进行残余应力分布测试，得到平均残余拉应力；对焊缝区域进行硬度测试得到其平均硬度，对非焊缝区域进行硬度测试得到其平均硬度；采用直径不大于

【技术实现步骤摘要】
焊接壁板喷丸成形方法


[0001]本专利技术涉及航空制造
，更具体地说，涉及一种焊接壁板喷丸成形方法
。

技术介绍

[0002]金属壁板是航空装备最重要的主承力结构之一，其制造技术的水平直接影响装备性能等指标
。
喷丸成形技术是目前大型飞机金属机翼壁板最重要的制造手段，其原理是利用高速弹丸流撞击金属板材的表面，使受撞击的表面及其下层金属材料产生塑性变形而延伸，从而逐步使板材发生弯曲而达到目标外形的一种成形方法
。
由于此种方式在成形过程中无需专用模具和压力机，成形方法灵活多样，又可以提高零件疲劳性能，非常适合于大型尺寸零件，因此被大量应用于飞机的机翼
、
机身以及运载火箭燃料箱等的整体壁板成形中
。
[0003]目前飞机金属壁板的成形方式一般为机械加工成形，该种成形方式为减材制造方式，材料利用率较低，而且加工步骤多，加工成本高
。
[0004]随着焊接技术的发展，焊接壁板制造技术得到推广应用，其相较与传统铆接组合结构可以大幅减轻机体重量，焊接带筋壁板相较于整体机加壁板可以提高材料利用率，大幅减少制造成本
。
[0005]随着新型先进飞机机动性
、
耐久性
、
燃油经济性需求的提升，焊接壁板结构日趋复杂，壁板表面的曲率复杂，经过焊接后材料内部应力分布不均，造成焊接壁板的外形曲率的控制难度加大
。

技术实现思路

[0006]（一）要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何控制焊接壁板的外形曲率
。
[0007]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种焊接壁板喷丸成形方法，包括以下步骤：步骤一
、
采用焊接工艺焊接壁板零件，形成焊接壁板，其中，所述焊接壁板表面焊接形成有焊缝的区域为焊缝区域，所述焊接壁板表面的其他区域为非焊缝区域；步骤二
、
对所述焊缝区域进行残余应力分布测试，得到平均残余拉应力；步骤三
、
对所述焊缝区域进行硬度测试，得到所述焊缝区域的平均硬度
H
W
，对所述非焊缝区域进行硬度测试，得到所述非焊缝区域的平均硬度
H
o
；步骤四
、
采用直径不大于
0.3mm
的弹丸对所述焊缝区域进行喷丸应力调控，喷丸强度值为，其中：为壁板零件的屈服强度，
a
为
0.4~0.6
；步骤五
、
采用直径不小于
2mm
的弹丸分别对所述焊缝区域和所述非焊缝区域进行喷丸成形，成形中的弹坑覆盖率
η
不大于
80%
，其中：非焊缝区域的喷丸气压为，焊缝区域
的喷丸气压
。
[0008]优选地，所述成形方法还包括：步骤六
、
利用卡板或弧高仪测量焊接壁板的外形曲率，若符合要求，则成形完成；若不符合要求，则对焊接壁板上不符合要求的区域进行局部喷丸校形直至其符合要求
。
[0009]优选地，所述利用卡板或弧高仪测量焊接壁板的外形曲率包括：将焊接壁板放在检验工装上，测量所述焊接壁板表面与所述检验工装表面之间的距离，控制所述距离小于
0.5mm。
[0010]优选地，
、
均小于弹坑满足规范要求时的最大喷丸气压值
。
[0011]优选地，影响值的相关因子包括：焊接壁板的材料
、
厚度
、
以及初始曲率
。
[0012]优选地，所述壁板零件包括多块蒙皮，多块所述蒙皮焊接连接形成所述焊接壁板
。
[0013]优选地，所述壁板零件包括长桁和蒙皮，所述长桁焊接连接于所述蒙皮，形成所述焊接壁板
。
[0014]优选地，所述焊缝区域包括焊缝的两相对表面
。
[0015]优选地，所述步骤四中，采用直径不大于
0.3mm
的弹丸对靠近所述长桁一侧的焊缝区域进行喷丸应力调控
。
[0016]（三）有益效果本专利技术的上述技术方案至少具有如下优点：
1、
通过喷丸成形来进行焊缝区域的应力调控，解决了焊缝区域应力分布不均匀
、
和变形精度难以控制的技术问题；
2、
创新性提出结合焊缝区域的残余拉应力与其硬度的计算关系，得到喷丸强度值的定量关系，为喷丸成形工艺提供了具体的定量参考，可推广适用其他材料及结构形式
。
[0017]3、
本专利技术相比传统的金属壁板成形方法，可以提升焊缝区与非焊缝区交界区域外形曲率一致性，从而使金属壁板表面更加光顺，保证气动外形精度
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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
。
[0019]图1是本专利技术实施例提供的焊接壁板的结构示意图
。
[0020]图中各附图标记为：
10、
焊接壁板；
1、
蒙皮；
2、
长桁；
A、
非焊缝区域；
B、
焊缝区域
。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术所要解决的技术问题
、
技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0022]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于
另一个元件上或者间接位于另一个元件上
。
当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件
。
[0023]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
[0024]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量
。
在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定
。
以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行更加详细的描述：如图1所示，本专利技术实施例提供本专利技术提供一种焊接壁板喷丸成形方法，包括以下步骤：步骤一...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种焊接壁板喷丸成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、
采用焊接工艺焊接壁板零件，形成焊接壁板，其中，所述焊接壁板表面焊接形成有焊缝的区域为焊缝区域，所述焊接壁板表面的其他区域为非焊缝区域；步骤二
、
对所述焊缝区域进行残余应力分布测试，得到平均残余拉应力；步骤三
、
对所述焊缝区域进行硬度测试，得到所述焊缝区域的平均硬度
H
W
，对所述非焊缝区域进行硬度测试，得到所述非焊缝区域的平均硬度
H
o
；步骤四
、
采用直径不大于
0.3mm
的弹丸对所述焊缝区域进行喷丸应力调控，喷丸强度值为，其中：为壁板零件的屈服强度，
a
为
0.4~0.6
；步骤五
、
采用直径不小于
2mm
的弹丸分别对所述焊缝区域和所述非焊缝区域进行喷丸成形，成形中的弹坑覆盖率
η
不大于
80%
，其中：非焊缝区域的喷丸气压为，焊缝区域的喷丸气压
。2.
如权利要求1所述的焊接壁板喷丸成形方法，其特征在于，还包括：步骤六
、
利用卡板或弧高仪测量焊接壁板的外形曲率，若符合要求，则成形完成；若不符合要求，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾元松，王明涛，白雪飘，邱宇，田硕，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：