[發明專利]一種電子束焊接結構葉盤加工精度控制方法

在審

• 申請號: 201811449209.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109514070A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 李冬梅;李健;趙海波;王凱元;李培陽
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K37/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

一種電子束焊接結構葉盤加工精度控制方法，焊接結構整體葉盤總體研制過程共分四個階段：焊接結構單體葉片加工；焊接結構單體盤加工；單體盤加工；葉環焊接機加組合件加工；整體葉盤焊接機加組合件加工；具體工藝流程如下；焊接結構單體葉片研制：葉片毛坯結構確定→葉片鍛模設計→葉片毛坯鍛造→葉片毛坯檢測分組→澆鑄低熔點合金→銑加工基準→去除合金→精銑榫頭和葉身→腐蝕→熒光→終檢；單體盤加工：盤毛坯鍛造→粗車→熱處理→精車→精車焊接面→熒光檢驗→終檢。本發明的優點：對焊接結構整體葉盤制造技術的預先研究，為整體葉盤技術的進一步發展應用及新一代航空發動機研制奠定了重要的技術基礎，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及電子束焊接結構葉盤加工工藝領域，特別涉及了一種電子束焊接結構葉盤加工精度控制方法。

背景技術

從整體葉盤的發展來看，焊接結構占有優勢。與整體毛坯相比，電子束焊的葉片和盤均可采用小余量的精鍛毛坯加工而成，節省原材料，鍛造質量有保證，生產效率高，成本低，要比用實體毛坯加工法更經濟。同時，由于葉盤結構中的葉片和輪盤的制造方法為單體葉片和盤分別制造，單體葉片在制造過程中其纖維方向未遭到加工破壞，其性能優于純數控加工的整體葉盤，且對大型鍛造設備和數控加工設備要求降低，在批生產時可加快生產速度，避免生產瓶頸的出現。

發明內容

本發明的目的是通過進行合理的葉片鍛造毛坯結構設計、葉片基準與焊接面的一體化精密加工、葉片焊接變形焊前預測與焊前預補償、裝配焊接夾具的合理設計、葉片在夾具上焊前精密裝配等技術的應用，有效地控制電子束焊接結構整體葉盤焊后精度，降低了研制成本及周期。

本發明提供了一種電子束焊接結構葉盤加工精度控制方法，其特征在于：焊接結構整體葉盤總體研制過程共分四個階段：焊接結構單體葉片加工；焊接結構單體盤加工；單體盤加工；葉環焊接機加組合件加工；整體葉盤焊接機加組合件加工；

具體工藝流程如下：

焊接結構單體葉片研制：

葉片毛坯結構確定→葉片鍛模設計→葉片毛坯鍛造→葉片毛坯檢測分組→澆鑄低熔點合金→銑加工基準→去除合金→精銑榫頭和葉身→腐蝕→熒光→終檢

單體盤加工：

盤毛坯鍛造→粗車→熱處理→精車→精車焊接面→熒光檢驗→終檢

葉環焊接機加組合件加工：

集件→裝配→檢測→焊接→檢測→熱處理→檢測→修基準→車前后端→最終檢驗

整體葉盤焊接機加組合件加工：

集件→裝配→焊接→檢測→熱處理→檢測→修基準→精銑葉片→精車腹板型面→鉆孔→檢驗→拋光。

為了滿足零件裝配、焊接精度要求，裝配、焊接采用同一套夾具，在夾具結構設計中采取了以下措施：

1)為保證葉片裝配后葉環直徑尺寸，設計不同厚度的徑向調整片，用于葉片裝配后徑向尺寸調整用。

2)葉尖工藝圓臺處配置輔助定位裝置，即外環定位支架，保證葉尖定位準確。

3)葉尖圓臺部位處外環定位支架的傾斜角度設計應與焊縫傾斜角度一致，保證葉尖定位支架不能阻擋焊縫位置，及外環處應留有足夠的電子束通過空間。

4)為了避免夾具及零件的磁性容易造成電子束的偏移，從而造成焊縫質量的不穩定，夾具選材整體不應有磁性。

電子束焊接屬于一種熔焊方式，焊接過程中會有一定的焊接收縮量，焊縫的收縮表現在零件圓周上就是零件直徑的收縮，同時葉片葉身型面會沿著徑向產生偏移。假定每條焊縫的焊接收縮量為△L，葉環焊接時焊縫收縮產生的周向和徑向的收縮量可以采用如下公式計算：