焊前分段數控加工工藝。焊前分段加工的目的主要是為了保證焊接工序的需要,加工出焊接面、焊接基準,并為焊接變形留有足夠的余量。焊前分段加工的工藝直接影響焊接工藝,影響到焊后整框的變形及加工余量,焊前數控加工工藝需要關(guān)注以下方面:
(1)所有焊縫設計為直線(xiàn),且焊縫兩端各往外延長(cháng)一些,這樣可以使焊縫的頭端和末端的引弧位置處于零件以外。
(2)焊前加工外形、槽底面和側面都留足夠余量,用來(lái)抵消焊后整框的翹曲變形。
(3)焊前焊口面注意留合適的余量,用來(lái)抵消焊縫的收縮。
(4)焊口面的垂直度和表面粗糙度精度要高,保證焊接時(shí)對接縫隙要足夠小。
(5)為提高切削加工效 率,這一階段以大規格尺寸刀具為主,采用機夾式帶涂層可轉位刀具,以大切深、寬切削、快進(jìn)給,實(shí)現高 效切削。經(jīng)實(shí)踐證明,上述的焊前加工方案設計總體是成功的,能夠滿(mǎn)足整體框的焊接和加工要求。
焊后整框的數控加工工藝
鈦合金的切削加工瓶頸就是加工效率低,僅為45 號鋼的百分之20~40。整體框的數控加工工藝主要考慮切削效率、零件尺寸精度控制、平面度控制和曲面形狀控制。焊后整框工藝規程設計需要采取以下工藝措施:
(1)焊接式整體框數控加工之前要對零件焊后變形進(jìn)行測量,根據測量數據確定加工坐標系的原點(diǎn)。
(2)由于焊接變形和各框段間有錯位, 所以要安排定位基準孔與基準面的修復加工。
(3)加工前銑掉焊接引弧塊,以保證外形加工余量的均勻分布。
(4)此類(lèi)加工屬重型切削,必 須選擇主軸、大扭矩和足夠功率的機床。
(5)槽腔的側面和底面要分別加工。
(6)先加工筋頂面,先三軸后五軸,先面后孔,這樣可以減少崩刃、讓刀,降低孔加工難度。
(7)大型整體框應合并工序,減少翻面。
(8)外形精加工采用焊接式長(cháng)刃立銑刀,采用小切寬,大切深,一次加工完成,表面粗糙度小。
鈦合金CNC加工廠(chǎng)家解析大型鈦合金的結件焊接加工工藝
(9)壓板數量要足夠多,保證裝夾系統和工藝系統的剛度。
(10)選擇可以提高刀具表面硬度、耐高溫、抗磨損、高強度、減小摩擦系數、提高溫度和化學(xué)穩定性的涂層。加工過(guò)程中應嚴格監控刀具的磨損與破損,及時(shí)更換磨損的刀具。
(11)應保持切削液的充分、連續供給。
(12)粗加工側面時(shí),有硬的氧化皮,應采用逆銑,其余處則采用順銑方式較好。 (13)嚴格執行工藝規程中規定的每個(gè)程序的切削參數,不能盲目追求加工效率而提高切削速度,確保零件表面不被燒傷。
鈦合金框缺陷的修復
1. 微小缺陷的局部修復
鈦合金接頭上的微小缺陷( 如疏松) 的修復是非常輕易的。采用鉆孔或打磨的方法將受影響的區域清理干凈,然后進(jìn)行填補。需要留意的是一定要確保焊補金屬已經(jīng)完全填充了修補區。
2. 線(xiàn)性顯示的修復
假如X 光底片顯示疏松已經(jīng)呈線(xiàn)性顯示,則可以采用表面重熔的辦法進(jìn)行修復。該表面重熔時(shí)所采用的能量應當比先前焊接時(shí)所采用的能量要大,以確保將潛伏的疏松均熔化透。假如該方法不奏效,或者該缺陷本身就非常嚴重,則只好將整個(gè)焊接區清理干凈,然后重新焊接。這一缺陷的修補費力而且會(huì )增加本錢(qián),在操縱時(shí)一定要留意保證質(zhì)量。
3. 變形
由于焊接時(shí)局部熱輸進(jìn)較大,而且鈦合金導熱性差,從而在焊接處四周產(chǎn)生非線(xiàn)性應力。開(kāi)始時(shí)熔池由于金屬被加熱而形成,從而在熔池四周產(chǎn)生應力集中。然而,由于金屬的基體大,而熔池和熱影響區相對區域要小,從而應力在接頭和熱影響區四周累積。假如由于熱膨脹產(chǎn)生的力超過(guò)了基體金屬的壓應力,則局部塑性變形就導致結構的永 久變形。變形的類(lèi)型和程度主要受材料的性質(zhì)、受約束的程度、接頭的設計、添料方式和焊接過(guò)程所影響。
4. 基體材料性質(zhì)
影響變形的基體材料性質(zhì)主要有熱膨脹系數(系數越大,變形越輕易) 、單位體積的熱容( 熱容越小越輕易變形) 等。由于變形是張應力和材料壓受力相互作用的結果,因此熱膨脹系數對變形程度具有至關(guān)重要的影響。簡(jiǎn)單的計算和實(shí)際操縱發(fā)現鈦合金變形的程度位于鋼和不銹鋼之間( 即變形程度稍高于鋼而稍低于奧氏體不銹鋼) 。
5. 抑 制夾具
假如零件在焊接時(shí)不進(jìn)行夾持,則它的變形會(huì )導致應力得到開(kāi)釋。因此各種用來(lái)防止移動(dòng)和變形的夾持方法在焊接時(shí)得到應用。但需要指出的是,夾持越緊,則在材料中產(chǎn)生的應力越大。所以為了減少變形,首先要使用剛性?shī)A具并在夾具上進(jìn)行冷卻,從而限制變形;焊接工藝上要采取對稱(chēng)性的焊接操縱和公道的焊接順序,由于使用了剛性?shī)A具固然使變形得到抑 制,但夾具往掉后還會(huì )產(chǎn)生新的變形;焊接夾具的壓力一定要均勻,否則也會(huì )產(chǎn)生變形。