随着世界焊接技术水平的发展和提高,对于焊接结构的变形控制要求越来越高。对于大型钣金薄壁机匣焊接变形规律和控制技术,后续的高效的机械加工方法,目前工程经验仍然不足。本文以薄壁焊接机匣为产品依托,借助焊接数值模拟技术,对高温合金焊接机匣的焊接工艺方法、焊接变形控制技术、消除焊接后应力方法、组合后机械加工的全工艺流程过程进行优化改进,达到控制焊接变形、最小组合加工余量、控制应力、最优加工程序及加工工艺参数,从而提高产品的生产效率。首先,针对航空发动机高温合金某薄壁机匣为研究对象,采用电子束焊接和自动氩弧焊接两种焊接方法,四种余量分布形式的焊接工艺方案,开展焊接变形模拟,并结合生产试验验证。通过对比分析,对于0.8mm厚度的薄壁高温合金焊接机匣,相同余量分布条件下,无拘束电子束焊接的轴向累积变形2.5mm,有拘束自动氩弧焊焊接的轴向累积变形1.7mm;根据模拟及生产验证试验,确定了自动氩弧焊接,并结合内部拘束实现焊接变形控制,完成工程应用及现场加工改进。其次,开展高温合金薄壁机匣焊接后超声冲击试验研究及工艺探索。通过超声冲击对GH3536材料焊接试片及零件的焊缝及近焊缝应力、组织和性能对比分析,并对超声冲击去除应力效果与热处理法进行对比分析。验证结果表明,超声冲击后,试片屈服强度可达770MPa,弯曲角度大于等于180度时无裂纹,高温持久在815℃、110MPa的试验条件下,承载时间大于42小时,延伸率大于等于20%。超声冲击去应力可对焊缝原有应力状态产生综合作用,表现出应力均匀化趋势,平均应力值约200MPa的有益压应力,试片的性能满足原材料的性能标准要求。再次,在改进焊接方法减少了组合加工余量以及应力的基础上,通过挖掘数控设备潜能、提高产品的加工质量和稳定性,提高检测效率等研究,摸索出了一套适合薄壁机匣的数控加工工艺实施方案。切削加工线速度30-40m/min,提高到50-60 m/min。改进后的工艺,使加工时间减少50%以上,加工效率提高1倍以上。最后,将研究成果用于指导大型钣金薄壁机匣的生产制造过程,提高生产效率,降低试验验证成本,制定出一套完整的高效的钣金薄壁机匣的焊接及加工工艺。