某薄壁钛合金贮箱焊接工艺性分析

通过ANSYS有限元软件模拟钛合金隔膜贮箱的应力云图,结合破裂样件的宏观形貌和微观组织分析,探讨了贮箱低爆失效机理,提出了相应的改进措施,并验证了措施的可行性。结果表明,贮箱破裂断口源于手工氩弧焊起弧与收弧的重叠区,过大的焊接热输入量加剧了焊缝脆性倾向,形成了粗大的魏氏组织,导致贮箱焊缝金属综合力学性能下降;增加壁厚对贮箱承压能力的提高并不显著。采用电子束焊接工艺,降低焊接热量输入量,能显著提高贮箱的承压能力,贮箱的爆破压力达到10MPa,能满足产品的使用要求。

钛合金贮箱薄壁壳体电子束焊接

在研制大容积钛合金表面张力贮箱的过程中,由于受到焊接工装精度的限制,导致电子束焊缝缺陷,因此贮箱未达到设计爆破压力而发生破裂。通过对焊缝断面的金相分析,改进了焊接前焊缝清洁措施,修改了焊接工艺参数,最终解决了大直径薄壁钛合金壳体的焊接质量问题。

大尺寸薄壁钛合金球形件成形工艺

大尺寸钛合金贮箱关键部件膜片属于变曲率球形薄壁件,成形加工制造难度极大,特别是翻边球面部分的加工。针对此问题,研究了膜片整体旋压成形技术、热处理工艺和精密加工技术。结果显示:膜片整体强力热旋压成形最佳工艺为,球面旋压:温度150℃,1道次,旋轮转速150 r/min,主轴转速186 r/min,进给速度0.5 mm/s,旋轮直径200 mm;翻边旋压:温度180℃,1道次,旋轮转速136 r/min,主轴转速170 r/min,进给速度0.2 mm/s,旋轮直径100 mm。热处理工艺为室温入炉,按80℃/h升温至550℃,保温0.5 h,随炉冷却至室温。精密加工技术选用专用钛合金加工刀具,设计专用工装,采用吸盘来夹紧,解决了大型球体薄壁件的加工难题。