基于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究

发布时间：2019-07-29 16:31

【摘要】：金属波纹管具有位移补偿、减震降噪和密封功能,常被用作敏感元件、补偿元件、密封元件、结构元件和贮能元件。目前广泛使用的不锈钢波纹管大多采用液压胀形或机械胀形制造,波纹管壁厚减薄明显,在高温腐蚀性介质中容易发生破坏失效。钛合金波纹管具有密度小、耐腐蚀、高温强度好等优点,然而钛合金常温下成形性能差,回弹严重,不适合冷成形。目前关于钛合金波纹管制造方面的研究较少,采用液压胀形、滚压成形、旋压成形等方法制造钛合金波纹管时设备复杂,成品率低。因此,研究波纹管新的制造方法,具有重要意义,本文开展了基于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究,主要工作如下:(1)根据钛合金碟形波纹管结构特点,规划了基于扩散连接法的制造工艺路线,确定了结果检测方法。(2)进行了Ti6Al4V合金板材扩散连接性能试验和高温应力松弛试验,得到了合适的扩散连接试验参数和高温应力松弛试验参数,为波纹管膜片扩散连接过程和应力松弛过程奠定基础。(3)对波纹管的结构进行了设计和有限元仿真分析,进行了钛合金膜片的扩散连接试验和应力松弛试验。(4)对试验获得的波纹管分别进行气密性、整体轴向刚度测试。气密性试验中,波纹管在0.5MPa气压下维持60min不发生泄漏。波纹管的整体刚度实验值为113.1N/mm,经验公式计算得到波纹管的刚度为181.2N/mm,二者相差达到60%。对波纹管沿轴向切开,观察其截面,发现最终界面形状同仿真结果十分吻合。对随炉试样的常温力学测试表明,屈服强度下降11%,抗拉强度下降10.5%,延伸率提高14.8%。(5)采用相同方法制备了另一个不同结构参数的碟形波纹管,并对其进行了刚度和密封性测试,试验结果表明波纹管密封良好,刚度仿真值和实测值相差不超过50%。上述工艺研究结果表明,基于扩散连接法制造钛合金碟形波纹管是可行的,试验工艺具有可操作性和重复性,具有广阔的发展前景,为多波纹、大直径的钛合金碟形波纹管的制造提供技术支持。
【图文】：

于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究业机械设备和管道输送系统中的重要部件，它自动、外力因素等带来的角度和位移变化，同时本结构，，金属膨胀节中起到重要作用的是金属密封功能。图 1.2 为 U 形波纹管的应用实例。

基于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究

现代工业机械设备和管道输送系统中的重要部件，它自身、机械振动、外力因素等带来的角度和位移变化，同时具节的基本结构，金属膨胀节中起到重要作用的是金属波纹时兼具密封功能。图 1.2 为 U 形波纹管的应用实例。图 1. 1 膨胀节结构示例1-法兰 2-金属波纹管 3-支撑杆
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.23

【参考文献】