[发明专利]大尺寸钛合金棒加工装置

说明书

本发明公开了一种大尺寸钛合金棒加工装置。所述装置在低于钛合金熔点的情况下，通过对大端面进行预热，达到预热温度后向炉体内充入氢气，并向待连接端面喷撒氢化钛粉，使得钛合金端面表层快速熔化，然后通过离心力将含氢熔体甩出形成半固态表面，通过对两个待连接钛合金工件施压，实现其界面的快速连接，完成以后，通过真空处理，去除钛合金中的氢元素并实现焊接区域组织细化。所述装置只需要较低的能量即可实现大端面钛合金的连接，能耗低，热影响区相对较小，且连接效果好。

技术领域

本发明涉及钛合金装置技术领域，尤其涉及一种大尺寸钛合金棒加工装置。

背景技术

钛合金具有比强高、耐腐蚀、抗阻尼、生物相容性好等特点，广泛应用于航空、航天、化工、生物等领域，已成为机械制造领域不可或缺的关键材料。随着提纯钛的进步及成本的降低，钛合金加工技术日新月异。钛合金的焊接技术是制备复杂钛合金的有效方法，目前主要是通过氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊、扩散焊、点焊、搅拌摩擦焊、激光焊、等离子束焊等进行焊接。但是对于大端面的焊接需要很高的能量，焊接方法很少。通常工件制备过程中，将氢作为有害元素，能够增加钛合金的脆性，氢处理技术，扩展了材料的制备加工领域，该技术利用氢为临时元素来细化钛合金组织，提高材料的可焊性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种只需要较低的能量即可实现大端面钛合金的连接的加工装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大尺寸钛合金棒加工装置，其特征在于：包括炉体，所述炉体内的上侧设置有一端位于炉体外，另一端位于炉体内且向下延伸的第一压力杆，位于所述炉体外的第一压力杆的一端设置有第一驱动装置，所述第一压力杆在所述第一驱动装置的驱动下可进行旋转和升降运动，所述第一压力杆的下侧形成有夹持装置，所述夹持装置上夹持有第一待连接母体，与所述第一待连接母体相对应的炉体内的下侧设置有第二压力杆，所述第二压力杆的一端位于炉体外，另一端位于炉体内且向上延伸，位于所述炉体外的第二压力杆的一端设置有第二驱动装置，所述第二压力杆在所述第二驱动装置的驱动下可进行旋转和升降运动，所述第二压力杆的上端形成有固定装置，所述固定装置上固定有第二待连接母体；所述第一待连接母体与所述第二待连接母体相对设置，且两者之间设置有端面加热装置，所述端面加热装置的外侧设置有侧面加热装置，所述侧面加热装置的内径大于所述待连接母体的外径，且所述侧面加热装置将所述第一待连接母体与第二待连接母体相对应的端部覆盖，载料装置靠近所述炉体的下侧设置，且所述载料装置的一端位于所述炉体外，载料装置的另一端位于所述炉体内，通过所述载料装置向所述第二待连接母体的上端面投入氢化钛粉。

进一步的技术方案在于：所述夹持装置包括第一压力板和位于第一压力板两侧的夹持板，通过所述第一压力板以及两个夹持板将所述第一待连接母体的上端夹持；所述固定装置包括第二压力板和位于第二压力板两侧的固定板，通过所述第二压力板以及固定板将所述第二待连接母体的下端夹持。

进一步的技术方案在于：所述端面加热装置包括端面感应线圈，所述端面加热装置用于对所述第一待连接母体与第二待连接母体相对的端面进行加热，所述端面感应线圈位于端面线圈支撑层内，且所述端面线圈支撑层的外侧固定有端面加热装置支撑，通过所述加热装置支撑将所述端面加热装置固定到所述炉体的内部。

进一步的技术方案在于：所述侧面加热装置用于对第一待连接母体与第二待连接母体相对应的端部进行加热处理，包括侧面感应线圈，所述侧面感应线圈的外侧形成有侧面线圈支撑层，所述侧面支撑层为环状结构，且侧面线圈支撑层上形成有通道，所述通道用于放置所述端面加热装置支撑，使得所述端面加热装置的主体位于所述侧面线圈支撑层围成的环状结构内，侧面加热装置支撑杆的一端与所述侧面线圈支撑层固定，另一端与所述炉体的内部固定，通过所述侧面加热装置支撑杆将所述侧面加热装置固定到所述炉体内。

进一步的技术方案在于：所述侧面加热装置还包括热电偶固定管，所述热电偶固定管内设置有热电偶，所述热电偶固定管的一端位于所述炉体外，所述热电偶固定管的另一端与所述侧面线圈支撑层固定，所述热电偶用于测量所述侧面加热装置的温度。