本系统旨在提升GH4099高温合金曲母线构件的增材制造表面质量,涵盖激光焊接、锻压碟轮及密封夹持工装等关键技术,确保构件表面精度和质量。
背景技术
曲母线构件是一类应用领域十分广泛的零件,如航空发动机燃烧室壳体用的锥-筒复合曲母线构件。但因其形状复杂的特点,使得该类零件加工难度大,实际生产受到制约。曲母线构件采用GH4099合金进行增材制造,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极具缩短,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,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。现有技术中制造曲母线构件的方法有:
(1)公开号为CN115740964A的中国发明专利,公开了一种大尺寸薄壁曲母线5A06铝合金壳体制造方法,以扇形的5A06铝合金板材作为原材料,通过卷板机将板材卷绕成筒形,采用焊接工艺将卷筒对边焊接成型,随后对卷焊筒进行热处理消除焊接应力,再然后对锥形卷焊筒进行旋压,得到目标尺寸规格的毛坯,最后在旋压机床上对产品外形进行精车机加,进而制造出具有曲母线外形的大尺寸薄壁5A06铝合金壳体,具体制造工序流程如下:1)板坯下料,2)卷筒,3)焊接,4)热处理,5)旋压,6)精车。
(2)公开号为CN102500916B的中国发明专利,公开了N段曲母线铝合金回转体部件的焊接工装及焊接方法,包括驱动定位盘,驱动定位盘上设有回转体尾端固定装置,驱动定位盘与用于支撑工件的筒身连接,筒身与端头轴连接;所述的端头轴与中心架活动连接,中心架下方设有支架。一种应用所述的工装的焊接方法,包括以下步骤:一、以过盈配合装配各段工件的步骤;二、定位整体工件的步骤:三、搅拌摩擦焊接步骤:先用定位焊搅拌焊头在每条焊缝处断续定位焊;然后采用正式焊接用搅拌焊头在每条焊缝处焊接成形;通过上述步骤实现N段曲母线铝合金回转体部件的焊接。
然而上述技术方案仍未解决复杂薄壁结构件在增材制造过程中,易出现支撑结构约束不理想,导致产品变形、凹陷的问题,从而影响焊缝质量。
实现思路