[发明专利]α相钛合金大截面环件的闪光焊成形方法

摘要

本发明公开了一种α相钛合金大截面环件的闪光焊成形方法，其步骤为：先将带开口的α相钛合金大截面环坯固定在夹具上，接通电源，使电流从左端经过背部达到右端形成环流，进行预热；再驱动右端向左端靠近，进行弱闪光；再提高进给速度，调整电流，进行强闪光，形成温度场；再根据温度场，计算出高温糊状区和高温组织粗化区的长度，从而确定顶锻距离，进行顶锻；再保压一段时间。该方法能够形成稳定、合理的温度场，并能够保证顶锻过程中高温糊状区的金属能够全部被顶出基体，高温组织粗化区的金属能够发生充分的塑性变形，通过回复再结晶细化晶粒，获得质量优良的闪光焊环件。该方法用于截面积较大环件闪光焊成形。

主权项

一种α相钛合金大截面环件的闪光焊成形方法，其特征在于，包括以下步骤：将带开口的α相钛合金大截面环坯的左端固定在左夹具上，右端固定在右夹具上；设定闪光焊机的工作功率为P＝380KVA～950KVA，电流I₀＝45KA～55KA，接通电源，电流会从环坯的左端经过环坯的背部达到环坯的右端形成环流，对环坯进行加热，一段时间之后，环坯的左端和右端均被加热到T₀＝250～300℃；调整电流为I＝20KA～30KA，使闪光过程能够保持在低强度持续进行，此时，环坯的闪光烧损速度v₀＝0.65mm/s～1.03mm/s；驱动右夹具使环坯的右端以和环坯的闪光烧损速度v₀相等的进给速度v向左端靠近，当左、右两端的距离≤10.00mm时，电流从左端经过开口处达到右端，并且在开口处会产生大量的热量，熔化左、右两端面金属，形成液体过梁并发生爆破后高速向外喷射形成闪光，此时，环坯的闪光烧损速度较低，要小于热量传递速度，闪光产生的热量能够充分沿环坯轴向传递到远端，而右端向左端的进给速度与环坯的闪光烧损速度相等，使两端始终保持在≤10.00mm的距离不变，闪光过程持续t＝4s～6s；瞬时将进给速度提升到6.50mm/s～10.30mm/s，同时将电流调整为I₁＝60KA～75KA，此时，环坯的闪光烧损速度为1.82mm/s～2.27mm/s，使开口处发生剧烈的闪光，产生大量的金属蒸汽，为后续顶锻时形成保护层，该过程反应剧烈，反应时间较短，左、右两端高温部分被烧损了一段长度为d₀＝2.42mm～4.86mm的金属材料，而闪光产生的热量却来不及向远端传递，并最终形成顶锻所需的温度场，左、右两端温度高于1260℃部分的α相钛合金呈高温糊状，左、右两端温度在920℃～1260℃之间时，α相钛合金呈高温组织粗化状，闪光过程完成；根据闪光过程形成的温度场可以计算出高温糊状区的长度为d₁＝6.00mm～8.00mm，高温组织粗化区的长度为d₂＝10.00mm～12.00mm，因此可以设定顶锻时的顶锻距离为D＝8.00mm～14.00mm；在闪光过程完成的瞬间，以25KN～50KN的顶锻力对环坯的左、右两端进行顶锻，使环坯的左、右两端的高温糊状区的金属完全顶锻出去，并使高温组织粗化区的金属能够发生20％～50％的变形；所述大截面环件在顶锻力的作用下保压15s～25s后从焊机上拆卸出来。