对钛合金线性摩擦焊工艺试验及焊接精度研究 .pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com俘搭生产应用[2]崔占全，康国旺，张向红．3Cr21Mo20．25V钢SHCCT曲线[5]李志勇，刘树敏．基于CCT图的焊接组织和性能预测软件测定与分析[J]．物理测试，2008，21(1)：1—6．[J]．中北大学学报(自然科学版)，2008，29(5)：449—[3]张钧．连铸945钢CCT曲线的测定及其应用[D]．哈尔452．滨：哈尔滨工程大学硕士学位论文，2002．[4]吕德林，李砚珠，谭长瑛．焊接热影响区连续冷却相变过作者简介：乔燕，1986年出生，硕

2、士，助理工程师。主要研程的研究一焊接CCT图[J]．焊接学报，1982，3(3)：99一究方向：机车车辆焊X_v-艺及焊接结构设计，已发l14．表论文1篇。钛合金线性摩擦焊工艺试验及焊接精度研究中航工业沈阳黎明航空发动机公司(110043)祝文卉刘佳涛李文学帅焱林摘要通过TC4和TC17钛合金材料的线性摩擦焊工艺参数优化试验，获得了线性摩擦焊三个主要工艺参数(振幅、频率、焊接压力)和一个辅助控制参数(焊接缩短量)对焊接接头的焊接飞边、焊缝组织以及焊接精度的影响规律，为整体叶盘零件的工艺结构设计和工

3、艺参数的选取提供了依据。关键词：钛合金线性摩擦焊工艺精度中图分类号：TG453．9法。国外航空制造公司R&R公司、MTU公司和PW公0前言司均已采用线性摩擦焊技术制造整体叶盘_3J，国内已航空发动机部件结构正朝轻量化、整体化方向发经开展一些工艺研究，但至今还没有应用于发动机构展，整体叶盘已经作为新型航空发动机、火箭发动机的件上。文中主要针对某型号发动机整体叶盘用的钛合重大改进部件，它具有结构简单、尺寸小、重量轻、强度金材料开展线性摩擦焊工艺试验，探索工艺参数对焊高等特点，是发展高推重比航空发动机的

4、重要技术，并缝组织、飞边状态以及焊接精度的影响情况，为实际零将用在未来推重比为25—30的发动机上。整体叶盘件应用该项技术提供工艺及精度方面的技术数据。主要有两种制造方法，一种为整体锻件机械加工而成，1试验条件另一种为分别制造单个叶片和盘件，通过焊接的方法制作成整体叶盘，然后加工去除盘及焊缝附近多余的1．1试验设备材料¨J。第二种方法特别适用于叶片为空心结构的试验设备采用MTI公司35t试验型线性摩擦焊空心叶片整体叶盘，以及叶片与盘采用不同材料制成机，其主要工艺参数如下：频率为3O一6oHz；振幅

5、为的双性能整体叶盘的制造。对于叶片长且间距大的整2．5～7．5mm；焊接压力为5～35t。体叶盘，采用焊接方法相对于整体加工可明显提高材可焊接钛合金的最大面积为6000mm，有，l，，z料的利用率、减少加工成本和时间。三个自由度：z向采用液压驱动，能够提供稳定的焊接线性摩擦焊方法是实现这种连接的为数不多的焊压力；Y方向为线性振动方向，采用气压驱动，有近2O接方法之一，它不仅可用于新件的制造，并且是目前对个储气罐提供气源和保证气压的稳定性。损坏的单个叶片进行更换叶片修理的唯一的焊接方夹持在上部的零件

6、不动，提供垂直向下的焊接压力和顶锻压力，下部的零件往复振动运动，为保证床身收稿日期：20l1—11—21的稳定，在工作台与设备基座间有减震气囊装置。462012年第4期学兔兔www.xuetutu.com生产应用俘掳1．2待焊试块对线性摩擦焊后试件进行了全方位的精度检测，(1)TC4合金试块尺寸为152．4mmX152．4mmXTC4材料试验测量结果见表1，第一批次和第二批次l2．7mm，焊接面四角倒角，焊接面积为1000inm。TC17材料试验测量结果见表2和表3。图1中显示了(2)TC17合金

7、第一批次焊接试块尺寸为150mm测量编号对应在试件上的位置，其中以试件一侧的5、×101．6mmX12．7mm，焊接面四角倒角，焊接面积为6、7、8位置为基准位置，测量试件另一侧1、2、3、4位置1272mm。的数据，获得B方向(相当于整体叶盘零件的切向)的(3)TC17合金第二批次焊接试块尺寸为113．2位置精度及变形情况。再以9，10位置为基准，测量mmX101．6mm×12．7mm，焊接面四角倒角，焊接面积11、12位置的数据，获得A方向(相当于整体叶盘零件为1272mm。表1"FC4材料试

8、件的焊接精度测量mm2试验过程首先用钢制试块和TC4材料试块进行设备和工装的初步调整：钢件的焊接有火花飞溅，飞边较小；试件编号为M38一M40的TC4材料的焊接飞边呈现蓝色。然后进行第一批次TC17材料试件的焊接，编号为LM1～LM6；采用的工艺参数情况如下：频率2个级别、振幅2个级别、焊接压力3个级别、缩短量2个级别。将该批次试件分别在焊态和热处理之后进行冲击试验。再将优化的工艺参数用于第二批次TCI7试件的工艺试验，将编号为LM7～LM12的试件进行室温拉伸、高温瞬时、高温持久