一种大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺制造技术

技术编号：43674332 阅读：15 留言：0更新日期：2024-12-18 20:58

本发明专利技术涉及Ti<subgt;2</subgt;AlNb基合金焊接技术领域，具体涉及一种大面积空心结构Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金构件的扩散焊工艺，其包括下步骤：在零件的空心加强筋区域的焊接面预制焊接凸台；按照工艺要求将零件装配在焊接工装上；将焊接工装及零件放入真空扩散焊炉中，升温至第一温度，施加第一压力，保温第一预设时间后卸载压力，继续升温至第二温度，施加第二压力，保温第二预设时间后卸载压力，随后炉温降至第三温度进行时效处理，保温第三预设时间后随炉冷却。该大面积空心结构Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金构件的扩散焊工艺的目的是解决复杂焊接截面空心Ti<subgt;2</subgt;AlNb构件的连接可靠较差的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ti2alnb基合金焊接，具体涉及一种大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺。

技术介绍

1、随着技术的发展，飞机及航空发动机对结构材料提出了更高的要求，轻质高效成为了主要的发展趋势，同时构件服役环境更加恶劣，工作温度达到700℃以上。因此设计所基于耐高温、轻量化设计理念，在选材方面选用新型轻质、耐高温材料，在结构方面设计成空心多筋结构，最大发挥材料和结构的优势，从而提升构件的整体综合性能。

2、ti2alnb合金具有密度小、比强度高、良好的高温抗氧化性能，其长期工作温度达到600～800℃，瞬时可承受1000℃以上的工作温度，同时ti2alnb合金的密度仅为高温合金的60％左右，目前ti2alnb合金成为了新材料的研究热点，被视为未来最有可能替代镍基高温合金在航空、航天领域应用的新材料。

3、加筋结构尺寸较大，空心率高，对开扩散焊焊接面积达到10000mm2以上，半坯待焊截面形状复杂，空心内部加强筋区域宽度约2mm，安装座区域待焊接面积大(如图1所示)，引起待焊接面受力不均匀，ti2alnb合金扩散焊压力通常选用20～40mpa，施加较大的焊接压力可能导致加强筋条失稳塌陷，施加较小的力会导致安装座实心区域扩散焊质量较差。另一方面，焊接面积较大对扩散焊设备吨位要求提高，因此需要更大吨位扩散焊设备，明显增加制造成本。

4、因此，专利技术人提供了一种大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本专利技术实施例提供了一种大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，解决了复杂焊接截面空心ti2alnb构件的连接可靠较差的技术问题。

3、(2)技术方案

4、本专利技术提供了一种大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，包括以下步骤：

5、在零件的空心加强筋区域的焊接面预制焊接凸台；

6、按照工艺要求将所述零件装配在焊接工装上；

7、将所述焊接工装及所述零件放入真空扩散焊炉中，升温至第一温度，施加第一压力，保温第一预设时间后卸载第一压力，继续升温至第二温度，施加第二压力，保温第二预设时间后卸载第二压力，随后炉温降至第三温度进行时效处理，保温第三预设时间后随炉冷却。

8、进一步地，所述焊接凸台的高度为h，所述零件的总焊接压缩量为h，其中h：h＝1/20～1/10。

9、进一步地，所述第一温度为950～990℃。

10、进一步地，所述第一压力为20～40mpa。

11、进一步地，所述第一预设时间为1～2h。

12、进一步地，所述第二温度为1020～1040℃。

13、进一步地，所述第二压力为5～10mpa。

14、进一步地，所述第二预设时间为2～4h。

15、进一步地，所述第三温度为760～800℃。

16、进一步地，所述第三预设时间为8～16h。

17、(3)有益效果

18、综上，本专利技术通过在加强筋区域增设焊接台以保证加强筋区域相互扩散具有一定承载能力，同时在扩散焊接过程中两次加压并卸压，可以实现大面积ti2alnb合金空心结构件高可靠性制造，降低大面积扩散焊对设备吨位能力的要求，从而大大提高设备利用率，降低生产制造成本，同时也保证加强筋窄在焊接过程中不出现失稳现象。

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【技术保护点】

1.一种大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述焊接凸台的高度为h，所述零件的总焊接压缩量为H，其中h：H＝1/20～1/10。

3.根据权利要求1所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第一温度为950～990℃。

4.根据权利要求3所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第一压力为20～40MPa。

5.根据权利要求4所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第一预设时间为1～2h。

6.根据权利要求1所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第二温度为1020～1040℃。

7.根据权利要求6所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第二压力为5～10MPa。

8.根据权利要求7所述的大面积空心结构Ti2Al

9.根据权利要求1所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第三温度为760～800℃。

10.根据权利要求9所述的大面积空心结构Ti2AlNb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第三预设时间为8～16h。

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【技术特征摘要】

1.一种大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述焊接凸台的高度为h，所述零件的总焊接压缩量为h，其中h：h＝1/20～1/10。

3.根据权利要求1所述的大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第一温度为950～990℃。

4.根据权利要求3所述的大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第一压力为20～40mpa。

5.根据权利要求4所述的大面积空心结构ti2alnb合金构件的扩散焊工艺，其特征在于，所述第一预设时间为1～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：常川川，高兴强，陶军，张健，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：

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