本技术方案涉及一种GH4099高温合金中空薄壁构件的增材制造变形控制技术,旨在提高高温合金构件的制造精度和稳定性。该技术包括激光焊接装置,主要由转台和胀型工装构成,通过精确控制焊接过程,有效减少变形,提升制造质量。
背景技术
设备舱体采用GH4099合金进行增材制造工艺,结构件的形面精度要求高,现有技术存在铸造容易产生缩松、夹杂、冷隔等缺陷;若采用锻件机加的方式,模锻需要大吨位压机,且高温使得模具和工作台等部件寿命急剧缩短,单件的制造成本大幅提升,对于GH4099合金这种具备高力学性能的昂贵金属材料,刀具损耗严重,机加难度大、周期长,且材料利用率低,大大增加了制造成本。传统制造技术难以高效低成本地完成该类结构件的制造。
现有的合金薄壁结构件的焊接技术方案有:
(1)公开号为CN106271060A的中国发明专利,一种薄壁钽管与薄壁铁镍合金管的激光焊接方法,公开了一、在显微镜下去除薄壁钽管和薄壁铁镍合金管的毛刺,研磨抛光后进行超声清洗;二、焊前组装,得到组装件;三、将组装件置于激光设备的焊接室内,将激光发生器正对焊接孔以使其发出的激光光束能射至薄壁钽管和薄壁铁镍合金管的待焊接部位,将卡盘安装在车床上,然后关闭焊接室,由进气管充入惰性保护气体,利用车床旋转转轴,同时发射激光束,得到薄壁钽管与薄壁铁镍合金管的焊接结构。
(2)公开号为CN116275517A的中国发明专利,一种复杂形面钛合金薄壁件的激光焊接装置及方法,包括:支撑块、压块以及背保护气管;其中,所述支撑块内壁随形与待焊接钛合金薄壁件形状匹配,用于支撑所述待焊接钛合金薄壁件;所述压块设置于所述待焊接钛合金薄壁件上方且与其上表面贴紧,所述压块与所述支撑块固定连接,将所述待焊接钛合金薄壁件夹紧;在所述支撑块上位于所述待焊接钛合金薄壁件的焊缝正下方对应位置放置所述背保护气管,所述背保护气管用于在焊接过程中向所述焊缝中输送保护气体。
综上,可以看出现有技术中能够实现对于复杂薄壁结构件的增材制造,但加工过程中没有在待加工件内部提供合适的支撑结构,导致焊接过程约束不理想,产品容易产生变形、凹陷等缺陷,无法满足中空薄壁构件的焊接需求。
实现思路