一家专注流体压力成形技术
【作者】周贤军;武永;陈明和;谢兰生;秦中环
【引言】
钛合金蜂窝夹层结构由上下２块薄壁面板与中部钛合金蜂窝芯组成，具有密度小、刚性大、强度高、隔热隔音性好的优点，在航空航天领域得到广泛应用［１－３］。钛合金蜂窝芯的制备方法主要包括成形法、增材制造法等。成形法工艺流程为先将薄板预成形成瓦楞板，再焊接成蜂窝芯［４－５］。虞文军等［６］采用辊压／校形法制备了蜂窝芯瓦楞板，分析了辊压齿轮间隙和校形参数对瓦楞板尺寸精度的影响。苏小丽［７］和山口近吾等［８］分别采用点焊和钎焊方法研究了瓦楞板的拼接工艺，并成功制备了蜂窝芯样件。
在制备复合材料和铝合金蜂窝芯时，拉伸法［１２］是一种常用的高效制备方法，即采用胶接、焊接等方法制备层叠板，再经拉伸变形后得到蜂窝芯［１３－１４］，可批量制备大尺寸蜂窝芯。这为钛合金蜂窝芯的制备提供了一种新思路。ＴＣ４钛合金在高温下具有良好的塑性与扩散连接性能［１５］，可采用扩散连接制备ＴＣ４钛合金层叠板，然后经过高温拉伸得到胞体形状较一致的钛合金蜂窝芯［１６］。作者采用有限元仿真方法模拟了ＴＣ４钛合金蜂窝芯的扩散连接／拉伸成形过程，基于仿真结果获得最佳的拉伸长度，通过扩散连接／拉伸成形试验，研究了蜂窝芯胞体轮廓、壁厚分布以及扩散连接界面形貌，为钛合金蜂窝芯的扩散连接／拉伸成形制造工艺的应用提供参考。
【结论】
（１）在９２０℃／３ＭＰａ／６０ｍｉｎ参数下对表面间隔喷涂氧化硼隔离剂的１０层ＴＣ４钛合金薄板进行扩散连接得到层叠板，并在温度８００℃、拉伸速度１ｍｍ·ｓ－１下拉伸７５ｍｍ制备蜂窝芯，该蜂窝芯形成了规则的正六边形胞体，验证了扩散连接／拉伸成形制备ＴＣ４钛合金蜂窝芯的可行性。
（２）蜂窝芯中部胞体平均高度为１６．２ｍｍ，与正六边形高度的相对偏差为６．５９％，平均宽度为２１．５ｍｍ，与正六边形宽度的相对偏差为７．５５％，弯曲变形圆角为２．５ｍｍ，板料的最大减薄率为５．３７％。
（３）扩散连接得到的层叠板结合紧密，扩散连接区域未见明显缺陷，焊合率均超过了９５％，扩散焊接区域和隔离剂区域过渡处存在一段虚焊区域，经拉伸变形后焊缝未被撕裂。
以下为正文：
