用於在薄壁零件補焊修復過程中防止薄壁零件變形的方法與流程
2023-07-01 05:25:16 1
本發明涉及一種防止在對薄壁件進行補焊修復操作的過程中發生變形的方法，具體涉及通過在缺陷部位的周圍焊接支撐筋的方式來防止薄壁零件的變形。
背景技術：
目前，中介機匣作為航空發動機的重要部件，其加工精度的要求較高。然而，中介機匣在鑄造的過程中會出現孔洞缺陷，針對這些孔洞缺陷採用手工氬弧焊接方式進行修復。然而由於中介機匣屬於大型薄壁零件，並且其材料通常為彈性模量較低的鈦合金，因此如果不採用防變形措施，無論採用何種焊接工藝和工藝參數，都無法解決焊接後的變形問題。尤其是這些孔洞缺陷發生在薄壁區域的情況下，更容易發生明顯的變形。由於中介機匣的形狀結構複雜並且孔洞缺陷的位置無法確定，因此無法通過一種特定的工裝實現在對該中介機匣的孔洞缺陷進行補焊操作的過程中防止其變形。
技術實現要素：
本發明的目的是實現在對薄壁零件的缺陷部位進行補焊修復的過程中防止薄壁零件變形，該目的是通過以下技術方案實現的。
本發明提供一種用於在薄壁零件補焊修復過程中防止薄壁零件變形的方法，該方法包括：
S1：根據薄壁零件的缺陷部位的位置、形狀、缺陷程度和所需要實施的補焊操作的焊接強度確定用於防變形的支撐筋的形狀、數量、尺寸和布置位置；
S2:提供上述形狀、尺寸和數量的多個支撐筋；
S3:通過焊接將所述支撐筋接合至所述布置位置；
S4:對所述缺陷部位進行補焊修復操作；
S5:對所述薄壁零件進行退火操作處理；
S6:對補焊修復操作的焊點進行打磨；
S7:拆除所述支撐筋並對所述支撐筋的焊點進行打磨。
優選地，使用與所述薄壁零件的材料相同的材料製成。
進一步地，所述缺陷部位所在的表面為曲面，提供兩組支撐筋，其中一組支撐筋提供沿著缺陷部位所在的曲面的切向的支撐力，另外一組支撐筋提供沿著缺陷部位所在的曲面的法向的支撐力。
或者，所述缺陷部位所在的表面為平面，提供兩組支撐筋，其中一組支撐筋提供平行於缺陷部位所在的平面的支撐力，另外一組支撐筋提供垂直於缺陷部位所在的平面的支撐力。
進一步地，所述缺陷部位所在的表面為圓弧面。
優選地，補焊修復操作的電流為20至90安培。
優選地，採用點焊將所述支撐筋焊接至所述布置位置。
進一步地，所述薄壁零件是中介機匣。
優選地，所述薄壁零件為鈦合金零件。
優選地，步驟S5中對所述薄壁零件進行退火操作處理為在真空退火爐中在720℃～740℃的溫度範圍內進行2.5～3小時的去應力退火處理。
本發明的優點在於：
本發明能夠根據具體的工藝需要以相對簡單的操作實現對薄壁零件的形狀和位置均不特定的缺陷部位進行補焊修復的過程中防止薄壁零件變形，而不需要加工出特定的工裝以實現該目的，因此能夠適應不同形狀和尺寸的薄壁零件。
附圖說明
通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
圖1示出了根據本發明實施方式的薄壁零件的未修復的缺陷部位以及布置在其周圍的兩組支撐筋；
圖2示出了根據本發明實施方式的薄壁零件的已修復的缺陷部位。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。
根據本發明的實施方式，提出一種用於在薄壁零件補焊修復過程中防止薄壁零件變形的方法，該方法包括：
S1：根據薄壁零件的缺陷部位的位置、形狀、缺陷程度和所需要實施的補焊操作的焊接強度確定用於防變形的支撐筋的形狀、數量、尺寸和布置位置；
S2:提供上述形狀、尺寸和數量的多個支撐筋；
S3:通過焊接將所述支撐筋接合至所述布置位置；
S4:對所述缺陷部位進行補焊修復操作；
S5:對所述薄壁零件進行退火操作處理；
S6:對補焊修復操作的焊點進行打磨；
S7:拆除所述支撐筋並對所述支撐筋的焊點進行打磨。
根據本發明的實施例，所述薄壁零件是中介機匣，其例如為薄壁鑄件，所述缺陷部位例如位於中介機匣的圓弧面上。相應地，該薄壁零件的材料是鈦合金；在一種優選的實施方式中，支撐筋採用與薄壁零件的材料相同的鈦合金材料製成，從而保證薄壁零件在增加了支撐筋後在整體上保持一致的結構強度。
如圖1所示的本發明的優選的實施方式中，提供兩組支撐筋，其中一組支撐筋沿著或大致沿著所述缺陷部位所在的表面的切向布置，根據該薄壁零件的結構和缺陷部位的位置，該組支撐筋優選地布置成與缺陷部位所在的表面的切向之間的夾角小於20度，更加優選地布置成與缺陷部位所在的表面的切向之間的夾角小於10度，最優選地布置成與缺陷部位所在的表面的切向平行，以提供沿著缺陷部位所在的曲面的切向的支撐力；另外一組支撐筋沿著或大致沿著所述缺陷部位所在的表面的法向布置，該組支撐筋優選地布置成與缺陷部位所在的表面的法向之間的夾角小於20度，更加優選地布置成與缺陷部位所在的表面的法向之間的夾角小於10度，最優選地布置成與缺陷部位所在的表面的法向平行，以提供沿著缺陷部位所在的曲面的法向的支撐力。例如在本實施例中，如圖1所示，支撐筋的焊點位於中介機匣的鑄造凸臺上。其中，每組包括位於缺陷部位的兩側的至少兩個支撐筋，並且每組中的各個支撐筋可以等間距地間隔開。
根據缺陷部位的位置、尺寸及缺陷的程度，並且結合其所在的表面的材料厚度，分區域地對相應的缺陷部位採用小電流補焊工藝進行修復處理，在本發明的一種優選的實施例中，補焊電流為20-90安培。
在本發明的一種優選的實施例中，採用點焊將所述支撐筋焊接至所述布置位置，相應地，如圖1和圖2所示，支撐筋的端部被加工成尖頭狀結構，以便實施點焊操作。
圖2示出了實施了補焊修復操作後的缺陷部位，其中一部分支撐筋已經被拆除，如上文的方法步驟所述，在對薄壁零件進行了補焊修復操作後，需要對所述薄壁零件進行退火操作處理，在本發明的優選的實施例中，通過在真空退火爐中進行720℃～740℃的持續2.5至3小時的去應力退火處理，以消除焊接應力。
在本發明的實施例中，如圖1和圖2所示，支撐筋為兩端呈尖頭狀的直條狀件，然而需要理解的是，根據缺陷部位的位置以及相應地支撐筋布置的位置，支撐筋的形狀可以設置成非直線形的，例如在兩端成彎曲的拱形形狀，或者兩端焊點的位置不在同一平面的整體彎曲的形狀。此外，上述實施例所述的缺陷部位所在的表面為圓弧面，然而本領域的技術人員應理解的是，缺陷部位所在的平面也可以是其他曲面或平面，相應地，兩組支撐筋可以分別平行於缺陷部位所在的表面和垂直於缺陷部位所在的表面提供防變形的支撐力。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。