CN109954760A - 钛合金v型波纹管的成形方法及波纹管拉伸工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钛合金V型波纹管的成形方法及波纹管拉伸工装，属于波纹管加工领域。该方法是按照拉伸工装及钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除扩散焊接工艺余量，获得中间工件；通过拉伸工装对中间工件进行拉伸，拉伸出既定高度的塞缝后将塞缝塞满楔形塞片，取下拉伸工装，获得待定型波纹管；将待定型波纹管经过测量校准后，放入真空热处理炉进行高温定型，定型完成后取出楔形塞片，按照钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除高温定型工艺余量，获得钛合金V型波纹管。本发明方法可保证同层或各层间波高，并且各根据刚度需求调节波高，达到刚度可控，适用于波纹管的加工工艺。

Description

钛合金V型波纹管的成形方法及波纹管拉伸工装

技术领域

本发明涉及钛合金V型波纹管的成形方法及波纹管拉伸工装，属于波纹管加工领域。

背景技术

波纹管一般作用为组件安装长度或角度的补偿结构件，或由于温度等物理条件的变化导致波纹管两端连接件发生变型差异的补偿。

作为一种柔性变型结构，波纹管的刚度则为设计时重点考量的因素之一。目前国内已有采用多层膜片通过扩散焊接的方式制造波纹管，利用这种方法可以更大限度的保证零件的完整性，更大发挥产品性能等特点。但已有方法在扩散焊接后采用高温拉伸定型的方法，此方法操作简单，可保证波纹管整体高度，各层波纹自然成形。但由于同层或各层波纹间材料性质的差异，可导致同层或异层间波高不均匀，并无法调节波高。会降低对波纹管刚度的控制同时也会减少波纹管的使用寿命。另外采用拉伸成形法还会产生一定的回弹，更加导致高度和刚度的不确定性。

发明内容

为解决现有波纹管的高温拉伸成型方法只能够满足高度要求，而各层波纹自然成形会出现同层或异层间存在波高不均匀、刚度不可控且容易发生回弹的问题，本发明提供了一种钛合金V型波纹管成形方法，该方法采用塞片法进行高温定型，可以控制同层或各层间波高或根据刚度需求调节波高，进而达到刚度可控，采用的技术方案是：

一种钛合金V型波纹管的成形方法，将上法兰1、下法兰9和多层待成型钛合金膜片2的波纹待成型处用阻焊剂分隔，然后通过扩散焊工艺进行连接，该钛合金V型波纹管成形方法是按照如下步骤进行的：

1)按照拉伸工装及钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除扩散焊接工艺余量，获得中间工件；

2)通过拉伸工装对步骤1)的中间工件进行拉伸，拉伸出既定高度的塞缝6后将塞缝6塞满楔形塞片7，取下拉伸工装，获得待定型波纹管；

3)将步骤2)获得的待定型波纹管经过测量校准后，放入真空热处理炉进行高温定型，定型完成后取出楔形塞片7，按照钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除高温定型工艺余量，获得钛合金V型波纹管。

进一步地，所述待成型钛合金膜片2为圆形、矩形或不规则形状的板材。

进一步地，步骤2)所述楔形塞片7的尾部高度为波纹待成型高度。

进一步地，步骤3)所述的高温定型的温度为750℃，定型时间为2h。

进一步地，所述拉伸工装包括拉伸底座3，支撑螺栓4，固定螺栓8和固定压块5；其中：所述支撑螺栓4与拉伸底座3进行螺纹连接，且支撑螺栓4的螺纹端穿出拉伸底座3上表面；所述固定压块5位于拉伸底座上方，且固定压块5通过固定螺栓8与拉伸底座3连接。

进一步地，步骤2所述的通过拉伸工装对步骤1的中间工件进行拉伸是通过如下方法实现的：将下法兰9置于拉伸底座3上，用固定压块5压在下法兰9相对于多层待成型钛合金膜片2的余量部分的上方，且通过固定螺栓8将固定压块5与拉伸底座3进行固定连接，将支撑螺栓4与拉伸底座3进行螺纹连接，且支撑螺栓4的螺纹端穿出拉伸底座3上表面并顶在上法兰1相对于多层待成型钛合金膜片2的余量部分的下表面，通过旋紧支撑螺栓4驱动上法兰3的位置上移，进而对中间工件进行拉伸。

本发明还提供了一种实现上述钛合金V型波纹管的成形方法的拉伸工装，该拉伸工装包括拉伸底座3，支撑螺栓4和固定螺栓8，固定压块5；其中：所述支撑螺栓4与拉伸底座3 进行螺纹连接，且支撑螺栓4的螺纹端穿出拉伸底座3上表面；所述固定压块5位于拉伸底座上方，且固定压块5通过固定螺栓8与拉伸底座3连接。

本发明方法适用于多层板片通过扩散连接制成的V型波纹管的定型，将多层圆形、矩形或不规则形状的板材通过扩散焊接工艺将其相连接，波纹待成型处用阻焊剂分隔。再通过机加去除工艺余量。完成以上步骤后，采用本方法将此种波纹管成型及稳定。根据设计刚度要求，通过计算得到各层波纹的理论波高，根据波纹管形状设计相应厚度、形状的塞片。塞片为楔形，塞片尾端厚度为需求波高。各层波纹均匀塞满相应形状的塞片。经测量校准各层波高后，进行热稳定定型。定型完成后，室温取出塞片，此方法成型的波纹管波高均与，刚度可控。

本发明有益效果：

1、本发明提供了一种塞片式高温定型法，不局限于传统的拉伸成形只能控制整体高度，各层波纹根据各层间材料状态自然拉伸，同层间与各层间高度均较难控制，本发明方法可保证同层或各层间波高，并且各根据刚度需求调节波高，达到刚度可控。

2、本发明方法在对波纹管拉伸成形的工艺中引入塞片，通过调节塞片厚度，能更好的控制波纹成形高度和波纹管的刚度，具有更好的波纹管变形补偿的能力，不同层波纹高度可按设计要求精准成形。

3、本方法成形的波纹管能精准调节刚度，并能提高波纹管变型补偿寿命。

4、本发明通过高温定型处理波纹管，可以使得波纹管不容易发生回弹，能够解决波纹管的回弹问题。

附图说明

图1为波纹管拉伸工装(拉伸前)；

图2为波纹管拉伸工装(拉伸后)；

图3为波纹管楔形塞片定型；

图4为楔形塞片的截面图；

图5为另一种楔形塞片的截面图举例；

图中：1，上法兰；2，多层待成型钛合金膜片；3，拉伸底座；4，支撑螺栓；5，固定压块； 6，塞缝；7，楔形塞片；8固定螺栓；9，下法兰；h，楔形塞片7的尾部高度；h’，楔形塞片7的尾部高度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

结合图1-5说明本实施例，本实施例提供了一种钛合金V型波纹管的成形方法，将上法兰1、下法兰9和多层待成型钛合金膜片2的波纹待成型处用阻焊剂分隔，然后通过扩散焊工艺进行连接，该钛合金V型波纹管成形方法是按照如下步骤进行的：

1)按照拉伸工装及钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除扩散焊接工艺余量，获得中间工件；

2)通过拉伸工装对步骤1)的中间工件进行拉伸，拉伸出既定高度的塞缝6后将塞缝6塞满楔形塞片7，取下拉伸工装，获得待定型波纹管；

3)将步骤2)获得的待定型波纹管经过测量校准后，放入真空热处理炉进行高温定型，定型完成后取出楔形塞片7，按照钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除高温定型工艺余量，获得钛合金V型波纹管。

本实施例中待成型钛合金膜片2为圆形、矩形或不规则形状的板材。

本实施例中步骤2)所述楔形塞片7的尾部高度为波纹待成型高度。

本实施例中步骤3)所述的高温定型的温度为750℃，定型时间为2h。

本实施例中拉伸工装包括拉伸底座3，支撑螺栓4，固定螺栓8和固定压块5；其中：所述支撑螺栓4与拉伸底座3进行螺纹连接，且支撑螺栓4的螺纹端穿出拉伸底座3上表面；所述固定压块5位于拉伸底座上方，且固定压块5通过固定螺栓8与拉伸底座3连接。

本实施例中步骤2)所述的通过拉伸工装对步骤1的中间工件进行拉伸是通过如下方法实现的：将下法兰9置于拉伸底座3上，用固定压块5压在下法兰9相对于多层待成型钛合金膜片2的余量部分的上方，且通过固定螺栓8将固定压块5与拉伸底座3进行固定连接，将支撑螺栓4与拉伸底座3进行螺纹连接，且支撑螺栓4的螺纹端穿出拉伸底座3上表面并顶在上法兰1相对于多层待成型钛合金膜片2的余量部分的下表面，通过旋紧支撑螺栓4驱动上法兰3的位置上移，进而对中间工件进行拉伸。

图1为对扩散焊后的波纹管进行拉伸，拉伸一定距离以便进行塞片，图2为拉伸后效果图，图3中6为拉伸后的塞缝，图4为用塞片塞满波纹管缝隙的效果图，塞满后取下拉伸工装。图5和图4为两种形状的塞片截面图，塞片均为楔形，尾部满足波纹成型理论高度。根据波纹形状及位置设计相应的塞片。根据波纹管形状分段设计塞片，最终将波纹管塞满。

对波纹管进行扩散焊接后进行初步的机加，图1所示，此时各板片紧密相连。为了使塞片可塞进波纹管，本方法设计了一套拉伸工装。通过拉伸底座及固定压块固定波纹管下工艺法兰，通过支撑螺栓顶起上工艺法兰达到拉伸效果。拉伸效果图如图2所示。未发生扩散焊接位置拉伸出一定高度的缝隙。根据波纹管形状分段设计相应形状的塞片。根据波纹管要求刚度及波纹数量计算出波纹管理论波高，设计出塞片高度。塞片前段为楔形，便于塞进波纹管，塞片后端高度为理论波纹高度。塞片如图4所示，塞满波纹管的效果图如图3所示。塞满塞片后取下拉伸工装。量取各层波纹高度，并做出相应调整后，放入真空热处理炉高温定性。本方法用于一种钛合金V型波纹管的成型及稳定的方法。定性温度为750℃，定型时间为2小时。定型完成后取出塞片后，测量波纹管刚度，若不满足理论刚度，可对塞片高度做出相应调整，最终满足需求刚度。

本实施例的成形方法适用于多层板片通过扩散连接制成的V型波纹管的定型，将多层圆形、矩形或不规则形状的板材通过扩散焊接工艺将其相连接，波纹待成型处用阻焊剂分隔。再通过机加去除工艺余量。完成以上步骤后，采用本方法将此种波纹管成型及稳定。根据设计刚度要求，通过计算得到各层波纹的理论波高，根据波纹管形状设计相应厚度、形状的塞片。塞片为楔形，塞片尾端厚度为需求波高。各层波纹均匀塞满相应形状的塞片。经测量校准各层波高后，进行热稳定定型。定型完成后，室温取出塞片，此方法成型的波纹管波高均与，刚度可控。

为说明本发明方法所能够获得的有益效果，对按照本实施例方法获得的钛合金V型波纹管进行性能测定，结果如表1所示：

表1按照本实施例方法获得的钛合金V型波纹管的效果

由表1可知：本发明发明成形方法成形的钛合金V型波纹管一次性达到既定要求刚度范围内产品的成功率高达100％,并且同层或异层间波高分布均匀，误差仅在±0.3mm内，并且刚度可控，同时，回弹率也可以控制在5％以内。

实施例2

本实施例提供了一种实现上述钛合金V型波纹管的成形方法的拉伸工装，该拉伸工装包括拉伸底座3，支撑螺栓4，固定螺栓8，固定压块5；其中：所述支撑螺栓4与拉伸底座3进行螺纹连接，且支撑螺栓4的螺纹端穿出拉伸底座3上表面；所述固定压块5位于拉伸底座上方，且固定压块5通过固定螺栓8与拉伸底座3连接。

本实施例的拉伸工装结构简单，方便拆卸。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种钛合金V型波纹管的成形方法，将上法兰(1)、下法兰(9)和多层待成型钛合金膜片(2)的波纹待成型处用阻焊剂分隔，然后通过扩散焊工艺进行连接，其特征在于，所述钛合金V型波纹管成形方法是按照如下步骤进行的：

1)按照拉伸工装及钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除扩散焊接工艺余量，获得中间工件；

2)通过拉伸工装对步骤1)的中间工件进行拉伸，拉伸出既定高度的塞缝(6)后将塞缝(6)塞满楔形塞片(7)，取下拉伸工装，获得待定型波纹管；

3)将步骤2)获得的待定型波纹管经过测量校准后，放入真空热处理炉进行高温定型，定型完成后取出楔形塞片(7)，按照钛合金V型波纹管的要求尺寸机加去除高温定型工艺余量，获得钛合金V型波纹管。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述待成型钛合金膜片(2)为圆形、矩形或不规则形状的板材。

3.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，步骤2)所述楔形塞片(7)的尾部高度为波纹待成型高度。

4.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，步骤3)所述的高温定型的温度为750℃，定型时间为2h。

5.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述拉伸工装包括拉伸底座(3)，支撑螺栓(4)，固定螺栓(8)和固定压块(5)；其中：所述支撑螺栓(4)与拉伸底座(3)进行螺纹连接，且支撑螺栓(4)的螺纹端穿出拉伸底座(3)上表面；所述固定压块(5)位于拉伸底座上方，且固定压块(5)通过固定螺栓(8)与拉伸底座(3)连接。

6.根据权利要求1或5所述的成形方法，其特征在于，步骤2)所述的通过拉伸工装对步骤1)的中间工件进行拉伸是通过如下方法实现的：将下法兰(9)置于拉伸底座(3)上，用固定压块(5)压在下法兰(9)相对于多层待成型钛合金膜片(2)的余量部分的上方，且通过固定螺栓(8)将固定压块(5)与拉伸底座(3)进行固定连接，将支撑螺栓(4)与拉伸底座(3)进行螺纹连接，且支撑螺栓(4)的螺纹端穿出拉伸底座(3)上表面并顶在上法兰(1)相对于多层待成型钛合金膜片(2)的余量部分的下表面，通过旋紧支撑螺栓(4)驱动上法兰(3)的位置上移，进而对中间工件进行拉伸。

7.一种实现权利要求1所述钛合金V型波纹管的成形方法的拉伸工装，其特征在于，所述拉伸工装包括拉伸底座(3)，支撑螺栓(4)和固定螺栓(8)，固定压块(5)；其中：所述支撑螺栓(4)与拉伸底座(3)进行螺纹连接，且支撑螺栓(4)的螺纹端穿出拉伸底座(3)上表面；所述固定压块(5)位于拉伸底座上方，且固定压块(5)通过固定螺栓(8)与拉伸底座(3)连接。