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真空管道焊接在压气机制造中的广泛应用

来源:http://www.jmzkkj.com发布时间:2018-08-15

在不可拆卸的鼓盘式转子上,通常采用圆柱面紧度配合加径向销钉连接和焊接两种方案,机械连接优点是结构简单,工作可靠,但是转子的零件多,制造偏差会影响转子的定心和平衡,连接处结构要加宽加厚,会增加转子的重量。随着焊接技术的发展,在现代先进发动机中采用焊接式转子的越来越多,焊接转子一般采用电子束焊接和摩擦焊。

焊接的鼓盘式转子不需要连接件,在焊接过程中必须保证组件的同心度和跳动要求,避免了加工和装配环节可能产生的质量不稳定因素,因而有效地减轻了结构重量,提高转子的工作可靠性,但是转子的焊接方法,对焊接技术有很高的要求,必须保证零件的焊缝质量满足验收标准的要求,且焊缝的焊接质量应十分稳定,一条焊缝的质量超差,可能造成整个转子无法使用。转子的电子束焊接,要保证精度高,变形小,无氧化,高强度,低残余应力和质量稳定,这就必须有大型的数控电子束焊接设备和成熟的焊接技术,同时还要靠焊接工装和合理的工艺来保证。

在压气机转子的电子束焊接结构件的制造中,焊接过程中焊缝中易产生气孔缺陷,尤其是钛合金,由于转子件焊接级数较多,加之零件的生产成本较高,因此焊接一般情况下要确保一次成功。由于焊后衬底在探伤前进行了去除,一旦焊缝中出现缺陷(如气孔)通过一次补焊很难彻底消除,转子件焊前应对焊接参数的合理性在模拟件上进行验证,为了防止气孔的产生,焊接接头的衬底上应加工排气槽,接头焊前清洗应十分干净,再根据材料的不同对接头进行相应的化学和机械清理;焊接过程中采用穿透焊接,有利于消除气孔缺陷但要做好焊接飞溅物的防护工作,且焊接热输入较大,零件易变形;采用非穿透焊接,必须将焊接中产生的缺陷尽可能深地引入到焊接衬底中去,随后将衬底去除,无需修饰焊接工艺;为了保证焊缝质量,一般要加厚衬底,并焊成衬底背面微透,这样,就不存在飞溅物烧伤和粘附问题,零件的变形也易控制。由于零件焊接后内部一些形面无法加工,因而转子件对焊后的同心度,焊接收缩量和跳动值有非常严格的要求,必需从焊接工艺方法上,焊接及热处理工装上采取措施,防止转子的变形。

为了进一步减轻转子件的结构重量,现代先进的发动机已采用整体叶盘制造技术,根据加工的难易程度和经济性采用整体加工或线性摩擦焊连接盘与叶片,大大减轻了连接处的重量,盘与盘之间的连接采用电子束焊接工艺。该技术在西方国家的军民用飞机发动机压气机转子上已经采用,我国正在加快这方面的技术攻关和研究工作。

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