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航空整体式叶盘分解式机械加工
2018-07-07

焊接式结构能够将复杂的整体成型机械加工分解成为相对简单的叶片和叶盘加工,因此成为生产整体式叶盘的首选方式。由于焊缝的质量将成为影响叶盘性能和可靠性的关键因素之一,这就要求必须使用非常精密的焊接工艺,如电子束焊、线性摩擦焊、真空扩散连接等。

在这几种先进的焊接工艺中,电子束焊是发展较早、比较成熟,也是最先应用在整体式叶盘加工中的一种工艺。由于其具有大穿透、无氧化、高强度、高精度和高效率等特点,成为了钛合金零部件经常采用的焊接方法。而整体式叶盘材料也多为钛合金,二者的结合可以说是珠联璧合、水到渠成。

线性摩擦焊是使两个零件彼此进行高速振动,从而发生摩擦生热,然后将二者对中并镦锻在一起的焊接工艺。相比于它的前身旋转摩擦焊而言,这种方法对焊接零件的形状不做要求。线性摩擦焊可以使叶片和叶盘过渡区域的晶粒组织变得非常细腻,因此其动态和静态的力学性能甚至超过了未经焊接的基体材料,比一次成型工艺得到的整体式叶盘性能更好。因此,这一技术有逐渐取代电子束焊的趋势。

真空扩散连接是采用局部加热的方法,使叶片和叶盘发生扩散作用,从而将二者连接在一起的焊接工艺。由于受热和加压可加快扩散过程,故加热施压后,叶片可以牢固地连接在叶盘上。为了达到高强度的结合,一定要准确把握加热和加压的相关参数。加热温度一般为材料熔点温度的70%,期焊接质量要强于熔焊质量。

除了以上三种常见的焊接工艺之外,也可以采用精密锻造及电解加工等工艺代替机械加工制造整体式叶盘,这两种方法各有各的优势和局限。

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整体叶盘的机械加工非常困难!

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