夹具及型材制备方法技术

本发明专利技术涉及一种夹具及型材制备方法，包括：在第一方向延伸设置的底座；多根支撑柱，在与第一方向相交的第二方向上，全部支撑柱分别布设于底座的两侧；每根支撑柱在第三方向上延伸，并突出于底座的上表面；底座及全部支撑柱界定形成具有容纳口以用于承载第一板材的承载空间，承载空间在第一方向上延伸，容纳口与上表面相对；两块支撑板，每块支撑板的至少部分能够设于承载空间内并与上表面之间具有预设间距，两块支撑板之间形成用于夹持能够与第一板材焊接的第二板材的夹持空间；夹持空间在第一方向上延伸；紧固件，能够穿设于支撑柱上，并与支撑板抵接，以使两块支撑板夹紧第二板材。能够改善制备大尺寸的型材时所出现的变形和翘曲的问题。和翘曲的问题。和翘曲的问题。

【技术实现步骤摘要】
夹具及型材制备方法


[0001]本专利技术涉及材料加工
，特别是涉及一种夹具及型材制备方法。

技术介绍

[0002]钛和钛合金型材是高端装备制造中不可或缺的重要材料，且在航空、航天、石油化工及国防装备等领域有着广泛的应用需求。但是，钛型材的制备一直是业内生产的短板。
[0003]目前，国内外制备钛和钛合金型材的主流工艺是热挤压成型。虽然热挤压成型可生产形式各异、截面复杂的型材，但是采用热挤压形成钛和钛合金型材时，其缺点也较为明显，主要有以下几个方面：（1）钛的热容小，挤压时坯料表层与中心易产生较大温差，使金属流动不均匀性加剧，表层易产生较大的附加拉应力，在制品表面易形成裂纹。（2）钛或钛合金在挤压过程中受温度、挤压速度、润滑条件及模具结构的影响较大，极易引起钛或钛合金材料与模具粘结，从而导致型材表面出现沟槽等缺陷。（3）钛合金挤压时热效应显著以及薄壁钛合金型材在挤压后容易出现截面畸变和扭曲等缺陷。
[0004]为了弥补热挤压成型的不足，通过焊接成型钛和钛合金型材的方法进入人们的视野中。但是采用传统的焊接方式，在制备大尺寸的型材时，容易出现变形和翘曲等问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对传统焊接方式在制备大尺寸型材时易于出现变形和翘曲的问题，提供一种能够减小制备大尺寸型材变形和翘曲的夹具及型材制备方法。
[0006]一种夹具，所述夹具包括：在第一方向延伸设置的底座；多根支撑柱，在与所述第一方向相交的第二方向上，全部所述支撑柱分别布设于所述底座的两侧；每根所述支撑柱在与所述第一方向及所述第二方向均相交的第三方向上延伸，并突出于所述底座的上表面；所述底座及全部所述支撑柱界定形成具有容纳口以用于承载第一板材的承载空间，所述承载空间在所述第一方向上延伸，所述容纳口与所述上表面相对；两块支撑板，每块所述支撑板的至少部分能够设于所述承载空间内并与所述上表面之间具有预设间距，两块所述支撑板之间形成用于夹持能够与所述第一板材焊接的第二板材的夹持空间；所述夹持空间在所述第一方向上延伸；紧固件，能够穿设于所述支撑柱上，并与所述支撑板抵接，以使两块所述支撑板夹紧所述第二板材。
[0007]在其中一个实施例中，两块所述支撑板均呈L型，每块所述支撑板的L型的一端设于所述承载空间内，每块所述支撑板的L型的另一端搭接于与其位于同侧的所述支撑柱上；其中，每块所述支撑板搭接于所述支撑柱上的部分的表面形成承载面。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两垂直。
[0009]在其中一个实施例中，每根所述支撑柱对应设有至少一个所述紧固件。
[0010]在其中一个实施例中，在所述第二方向上，位于所述底座两侧的所述支撑柱一一相对，且位于所述底座同侧的全部所述支撑柱等间距设置。
[0011]一种型材制备方法，应用如上述任一项所述的夹具，所述型材制备方法包括步骤：a）将材质为钛或钛合金的第一板材经所述容纳口放入所述承载空间内，并平铺于所述底座的上表面；b）将两块所述支撑板的至少部分经所述容纳口放入所述承载空间内，并将材质为钛或钛合金的第二板材放入两块所述支撑板之间，并使所述第二板材与所述第一板材垂直；c）将紧固件穿设于所述支撑柱上并与所述支撑板抵接，两块所述支撑板将所述第二板材夹紧；d）在所述第二方向上，从所述底座的两侧对所述第一板材和所述第二板材进行点焊定位；e）采用半自动等离子焊对所述第一板材和所述第二板材进行焊接，以形成具有相互垂直的第一边和第二边的第一型材；f）对制备形成的型材进行热处理。
[0012]在其中一个实施例中，所述步骤e）中，采用的工作参数为：焊接电流为150A
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210A，离子气流量为3L/min
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6L/min，焊接速度为250mm/min
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300mm/min。
[0013]在其中一个实施例中，两块所述支撑板均呈L型，每块所述支撑板的L型的一端设于所述承载空间内，每块所述支撑板的L型的另一端搭接于与其位于同侧的所述支撑柱上；每块所述支撑板搭接于所述支撑柱上的部分的表面形成承载面；所述步骤e）与所述步骤f）之间，还包括：拧松所述紧固件，将两块所述支撑板经所述容纳口从所述承载空间取出；将另一块材质为钛或钛合金的第一板材从所述容纳口放入所述承载空间内，并平铺于所述底座的上表面；将两块所述支撑板的至少部分经所述容纳口放入所述承载空间内，将所述第一型材的所述第一边设于两块所述支撑板之间，所述第一型材的所述第二边承载于至少一块所述支撑板的所述承载面上，此时所述第一型材的所述第一边作为第二板材，第二板材与第一板材垂直；重复所述步骤c）
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e），以形成具有第一边、第二边和第三边的第二型材；其中，所述第二边与所述第三边平行，且均与所述第一边垂直。
[0014]在其中一个实施例中，所述步骤f）中，采用的热处理工艺为：所述型材随炉升温至500℃
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680℃，并保温1h
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3h后，随炉冷至200℃，再出炉冷却至室温。
[0015]在其中一个实施例中，所述步骤f）之后，还包括：对热处理后的型材进行机加工。
[0016]上述夹具及型材制备方法，由于承载空间及夹持空间均在第一方向上纵长延伸，在夹具夹持第一板材和第二板材时，第一板材与第二板材的长度方向均与第一方向平行，则对于所夹持的第一板材和第二板材的长度不受限定，方便制备大尺寸的型材。同时，第一
板材在第二板材的接触作用下被压紧，紧固件穿设于支撑柱以与支撑板抵接，支撑板夹紧第二板材，以改善在焊接长度较长的第一板材和第二板材而制备大尺寸的型材时所出现的变形和翘曲的问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一实施例提供的夹具的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的型材制备方法的流程图；图3为采用本专利技术提供的型材制备方法制备的一型材的截面图；图4为采用本专利技术提供的型材制备方法制备的另一型材的截面图；图5为采用本专利技术提供的型材制备方法制备的又一型材的截面图；图6为采用本专利技术提供的型材制备方法制备的又一型材的截面图。
[0018]附图标记说明：100、夹具；10、底座；11、上表面；20、支撑柱；21、螺孔；30、支撑板；31、承载面；40、承载空间；50、夹持空间；200、第二板材。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]参阅图1，本专利技术一实施例提供一种夹具100，以用于夹持板材，从而方便通过焊接的方式将板材制备成型材。具体地，该夹具100用于夹持钛或钛合金板材，从而方便通过焊接的方式将钛或钛合金板材制备成钛或钛合金型材。应当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种夹具，其特征在于，所述夹具包括：在第一方向延伸设置的底座；多根支撑柱，在与所述第一方向相交的第二方向上，全部所述支撑柱分别布设于所述底座的两侧；每根所述支撑柱在与所述第一方向及所述第二方向均相交的第三方向上延伸，并突出于所述底座的上表面；所述底座及全部所述支撑柱界定形成具有容纳口以用于承载第一板材的承载空间，所述承载空间在所述第一方向上延伸，所述容纳口与所述上表面相对；两块支撑板，每块所述支撑板的至少部分能够设于所述承载空间内并与所述上表面之间具有预设间距，两块所述支撑板之间形成用于夹持能够与所述第一板材焊接的第二板材的夹持空间；所述夹持空间在所述第一方向上延伸；紧固件，能够穿设于所述支撑柱上，并与所述支撑板抵接，以使两块所述支撑板夹紧所述第二板材。2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，两块所述支撑板均呈L型，每块所述支撑板的L型的一端设于所述承载空间内，每块所述支撑板的L型的另一端搭接于与其位于同侧的所述支撑柱上；其中，每块所述支撑板搭接于所述支撑柱上的部分的表面形成承载面。3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两垂直。4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，每根所述支撑柱对应设有至少一个所述紧固件。5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，在所述第二方向上，位于所述底座两侧的所述支撑柱一一相对，且位于所述底座同侧的全部所述支撑柱等间距设置。6.一种型材制备方法，其特征在于，应用如权利要求1
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5任一项所述的夹具，所述型材制备方法包括步骤：a）将材质为钛或钛合金的第一板材经所述容纳口放入所述承载空间内，并平铺于所述底座的上表面；b）将两块所述支撑板的至少部分经所述容纳口放入所述承载空间内，并将材质为钛或钛合金的第二板材放入两块所述支撑板之间，并使所述第二板材与所述第一板材垂直；c）将紧固件穿设于所述支撑柱上并与所述支撑板抵接，两块所述支撑板将所述第二板材夹紧；d）在所述第二方向上，从所述底座...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧杰，向午渊，杨胜，欧阳涛，肖芬，温凯，
申请(专利权)人：湖南湘投金天科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：