【技术实现步骤摘要】
本申请涉及增材制造的，特别是一种增材制造夹层结构推力室收扩段流道续接方法。
技术介绍
1、薄壁夹层冷却结构是有效保证发动机推力室在高温高压环境下正常服役的主要结构形式，其主要作用是通过低温/常温推进剂在夹层中的流动带走热量，主要应用于燃烧室、收扩段和扩张段。收扩段是推力室中关键部位，呈双钟型结构，一端与燃烧室连接，另外一端与扩张段相连，其主要功能是实现将燃气热能转化为动能。发动机工作时，收扩段工作环境为极其恶劣高温高压环境，工作温度高达3500k，高温燃气冲刷速度超过1000m/s。
2、增材制造不受产品结构限制，可以实现复杂产品的一体化制造，在提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期等方面具有显著优势，是当前收扩段的重要制造方法之一。然而，由于加粉、滤芯更换等操作不可避免的导致夹层冷却结构产品成形过程中会发生停机，停机后由于热平衡状态被打破，温度场和应力场发生变化，流道结构在会发生不同程度的收缩变形。收扩段为典型的薄壁若刚度结构，其流道截面小，温度变化快且应力变形明显，续接时操作不当极易导致流道发生错位和熔合不良，极大的影响收扩段的使用。一是收扩段内壁流道壁厚一般只有0.8mm～1mm，错位会导致壁厚减少，降低收扩段的可靠性，二是错位会导致流道内表面形成台阶，影响推进剂在流道内的流动特性，且无法通过后处理工艺处理；三是熔合不良会导致产品内部产生气孔缺陷，在后续高压工作环境中易发生些溜，成为质量薄弱环节。因此亟需一种高精度高质量流道续接方法。
技术实现思路
1、本申请针
2、第一方面，提供了一种增材制造夹层结构推力室收扩段流道续接方法，包括：
3、获取第一剖分程序文件、第二剖分程序文件和第三剖分程序文件，第一剖分程序文件是采用第一能量密度的工艺参数对收扩段进行剖分得到，第二剖分程序文件是采用第二能量密度的工艺参数对收扩段进行剖分得到，第三剖分程序文件是采用第三能量密度的工艺参数对收扩段进行剖分得到，第一能量密度大于第二能量密度，第二能量密度大于第三能量密度；
4、调用第一剖分程序文件以执行激光选区熔化成形收扩段；
5、停机时，采用红外测温仪测量流道的表面温度t0；
6、将停机问题处理完成后续接时，采用红外测温仪测量流道的表面温度t1，根据温度降低δt＝t0-t1的值确定不同的停续情况：
7、情况1，若δt小于或等于第一预设温度，按第一剖分程序文件继续成形；
8、情况2，若δt大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度，按第三剖分程序文件对流道表面进行反复预热，每道次预热后采用实时成像方法获得流道实际轮廓和模型在径向上的尺寸差值u，反复预热直至u小于预设径向尺寸误差，然后按第一剖分程序文件继续成形；
9、情况3，若δt大于第二预设温度，按第二剖分程序文件对流道表面进行反复预热，每道次预热后采用红外测温仪测量流道的表面温度，直至δt大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度时，再采用情况2的方法进行续接。
10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述方法还包括：
11、在停机时记录当前停机层数n；
12、在情况1和/或情况2中，在按第一剖分程序文件继续成形前，确定工件高度收缩量，并根据当前停机层数n进行高度补偿的步骤。
13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，高度补偿的步骤包括：
14、步骤(4.1)，上升成形平台，直至露出产品表面，记录上升高度δh，计算需要补偿高度方向的成形层数δn＝δh/h，其中h为层厚；
15、步骤(4.2)，下降成形平台高度并铺粉，下降高度为层厚的一半；
16、步骤(4.3)，选择停机时的层数n层进行成形；判断补偿的层数是否等于δn，如果是，则停止高度补偿；如果否，则执行步骤(4.4)-步骤(4.5)；
17、步骤(4.4)，下降成形平台高度并铺粉，下降高度为层厚的一半；
18、步骤(4.5)，选择停机时的层数n+1层进行成形；判断补偿的层数是否等于δn，如果是，则停止高度补偿；如果否，则执行步骤(4.2)-步骤(4.3)。
19、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一能量密度为90％～100％能量密度，对应额定激光功率的90％～100％；第二能量密度为20％～40％能量密度，对应额定激光功率的20％～40％；第三能量密度为5％～15％能量密度，对应额定激光功率的5％～15％。
20、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一剖分程序文件、第二剖分程序文件和第三剖分程序文件所指示的扫描速度、扫描间距均相同。
21、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一预设温度取值为15℃～25℃，第二预设温度取值为80℃～120℃。
22、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，预设径向尺寸误差为0.01～0.1mm。
23、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在情况2中，实时成像方法为采用高清相机拍照、通过灰度计算以获得成形轮廓，将轮廓与当前层模型理论轮廓进行对比，获得尺寸差值u。
24、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述方法还包括：
25、在成形结束后采用ct或x射线对错壁量和内部质量进行评估。
26、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，红外测温仪内置在成形舱内，且调节角度测量成形幅面内不同位置的温度；表面温度t0为不少于4个测点的温度平均值。
27、与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：
28、(1)通过较低的两种额定功率值(例如10％和30％额定功率值)的工艺参数对流道轮廓进行预热，解决了通过基板预热方式难以有效对长纵横比流道顶部进行加热的问题，实现了温度场的快速恢复。
29、(2)实时成像方法对比产品实际流道轮廓和理论轮廓的差值来控制错壁量，保证错壁量小于0.05mm，避免影响壁厚和推进剂在流道内的流动特性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种增材制造夹层结构推力室收扩段流道续接方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，高度补偿的步骤包括：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第一能量密度为90％～100％能量密度，对应额定激光功率的90％～100％；第二能量密度为20％～40％能量密度，对应额定激光功率的20％～40％；第三能量密度为5％～15％能量密度，对应额定激光功率的5％～15％。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第一剖分程序文件、第二剖分程序文件和第三剖分程序文件所指示的扫描速度、扫描间距均相同。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一预设温度取值为15℃～25℃，第二预设温度取值为80℃～120℃。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，预设径向尺寸误差为0.01～0.1mm。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在情况2中，实时成像方
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，红外测温仪内置在成形舱内，且调节角度测量成形幅面内不同位置的温度；表面温度T0为不少于4个测点的温度平均值。
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造夹层结构推力室收扩段流道续接方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，高度补偿的步骤包括：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第一能量密度为90％～100％能量密度，对应额定激光功率的90％～100％；第二能量密度为20％～40％能量密度，对应额定激光功率的20％～40％；第三能量密度为5％～15％能量密度，对应额定激光功率的5％～15％。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第一剖分程序文件、第二剖分程序文件和第三剖分程序文件所指示的扫描速度、扫描间距均相同。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨欢庆，王云，彭东剑，王丁雯，谢冲，白静，
申请(专利权)人：西安航天发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。