鈦合金焊接筒坯超塑成形波紋管質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、本文在以前研究的基礎(chǔ)上，對(duì)鈦合金波紋管超塑成形過(guò)程中的質(zhì)量?jī)?yōu)化控制技術(shù)進(jìn)行了更深入的研究。 為了獲得質(zhì)量更佳的鈦合金波紋管，采用鈦合金激光焊筒坯代替等離子弧焊筒坯來(lái)超塑成形鈦合金波紋管。為此，采用單向熱拉伸試驗(yàn)研究了采用鈦合金激光焊對(duì)接板的超塑性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，在925℃下，Ti-6Al-4V激光焊縫的屈服強(qiáng)度為27.7MPa，延伸率可達(dá)150％以上，具有良好的超塑性能。用Ti-6Al-4V激光焊筒坯采用三步加載法(脹形、合模

2、和充滿(mǎn))超塑成形出了鈦合金波紋管，成形后焊縫表面光滑、充滿(mǎn)良好。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)體薄殼理論和塑性理論推導(dǎo)出了各個(gè)階段成形氣壓的計(jì)算公式。 對(duì)等離子弧焊和激光焊筒坯超塑成形的兩組鈦合金波紋管進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，鈦合金波紋管的柔度和補(bǔ)償性能優(yōu)良，明顯優(yōu)于不銹鋼波紋管；穩(wěn)定性試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)均符合設(shè)計(jì)要求；激光焊波紋管在行程為15mm的情況下，平均疲勞次數(shù)為1700次，其疲勞壽命比等離子弧焊波紋管的疲勞壽命高30％以上。

3、 采用MARC商業(yè)有限元軟件模擬了在三步加載情況下脹形階段成形氣壓、充滿(mǎn)階段成形氣壓、筒坯高度和筒坯直徑四種工藝參數(shù)對(duì)超塑成形后波紋管波峰壁厚分布情況的影響。用MARC有限元軟件模擬得到的壁厚分布值一般小于實(shí)測(cè)值，精度在5％以?xún)?nèi)，二者吻合較好。脹形階段成形氣壓和筒坯高度對(duì)波峰壁厚影響較大，為主要影響因素，而充滿(mǎn)階段成形氣壓和筒坯直徑對(duì)波峰壁厚的影響很小。 在用MARC有限元軟件模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)超塑成形工藝過(guò)程進(jìn)行了穩(wěn)健設(shè)計(jì)。研

4、究結(jié)果表明，利用穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法中的響應(yīng)面法－復(fù)合設(shè)計(jì)方法，可方便快捷地得到鈦合金波紋管質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)波峰最小厚度與其影響因素筒坯高度和脹形階段成形氣壓之間的二元一次和二元二次多項(xiàng)式回歸公式，從而實(shí)現(xiàn)了鈦合金波紋管超塑成形工藝參數(shù)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)。Ti-6Al-4V雙波DN250波紋管超塑成形試驗(yàn)證明了回歸公式的準(zhǔn)確性和復(fù)合設(shè)計(jì)法用于鈦合金波紋管超塑成形過(guò)程的可行性。 研究了汽車(chē)離合器襯套的脹形加沖鍛復(fù)合成形新工藝。汽車(chē)離合器襯套的新成形工