先进航空焊接技术

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1、封面文章COVERSTORY先进航空焊接技术AdvancedAviationWedlingTechnology中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司　　曲　伸　宋文清　黄青松　倪建成　杨　烁从先进航空发动机焊接技术的发展趋势看，过渡液相扩散连接（TLP-DB）、焊接修复及增材制造技术、激光（复合）焊接技术和焊接表面完整性（焊缝性能恢复及增强技术）等会成为今后新结构、新材料连接技术的重要发展方向。焊接是航空发动机制造中的关相扩散连接（TLP-DB）、焊接修复及键技术之一，随着对航空发动机高推增材制造技术、激光（复合）焊接技重比、高可靠性、长寿命和低成本设术和

2、焊接表面完整性（焊缝性能恢复计和制造要求的不断提高，现已大量及增强技术）等会成为今后新结构、曲　伸研究员，中航工业黎明发动机公司采用新材料、新结构，如风扇整体叶新材料连接技术的重要发展方向。熔焊技术首席专家，长期从事焊接技术盘、单晶涡轮叶片以及多孔层板结构研究开发，发表论文10余篇，获专利多过渡液相扩散连接等，焊接作为主要的加工工艺，其连项。接工艺性、表面完整性、质量稳定性（TLP-DB）和使用可靠性已成为决定航空发动TLP-DB是针对新型高温材料机性能的关键因素。从先进航空发的高性能连接需求而发展的新型焊动机焊接技术的发展趋势看，过渡液接技术，TLP采用与基体冶

3、金性相匹32航空制造技术·2013年第11期封面文章COVERSTORY配的中间层在焊接温度下发生一定料TLP焊接的工艺问题，如焊接后复工艺和变形控制技术、焊接缺陷控程度的熔化后填充焊缝，固液相之间熔蚀、多晶化及强化相控制技术等。制及检测技术、焊后局部热处理技相互扩散，随后发生以基体为母晶的术、焊后零件自适应加工及变形控制外延生长方式的等温凝固，再经过充焊接修复及增材制造技术技术、焊后零件性能恢复（强化）技分扩散，获得与基体材料组织性能相每年全球航空发动机（燃机）零术、修复后零件质量评估及寿命考核近的焊缝组织。TLP-DB适用于难件，尤其是热端部件修复市场有数十等

4、，尤其对新型航空发动机整体叶盘焊接材料的连接，如金属间化合物、亿美元的规模，国外的焊接修复技术零件，修复后材料性能恢复和零件性单晶合金、氧化物弥散强化（ODS）已经成熟、稳定地应用于航空发动机能寿命考核是目前亟待解决的技术合金及异种合金等，而且焊缝综合性涡轮叶片等热端部件上，在可修复缺难题。能良好。美国于20世纪70年代在陷界定、缺陷去除、焊缝清理及焊后除常规的熔焊、钎焊方法修复金属间化合物合金导向叶片上率先寿命评估方面已形成完整的工程化外，近年来增材制造技术在焊接修采用TLP技术获得成功，使不能采体系。目前，国内航空发动机涡轮叶复领域受到极大关注。增材制造技用熔

5、焊方法实现可靠连接的新型高片等热端部件焊接修复存在的技术术因其在生产和维修方面的突出优温材料应用范围大大增加，降低结构难点有：点而成为美国国防领域最具价值的重量，提高了发动机性能。（1）焊前缺陷的清理问题。高技术之一。其中，基于粉末的增材制TLP一般分为液相生成（中温使用的发动机部件裂纹等缺陷内造技术可用于修复航空发动机零件间层的熔化或中间层与基体的共部常沉积了大量的积碳和氧化物等，以及直接进行快速成型制造，如电子晶反应）、等温凝固（Isothermally影响焊接修理质量。焊前将这些沉束冶金方法（EBM）、激光近净成型Solidification）、成分和组织的

6、均匀化积物彻底清理难度较大，通常的机械（LENS）、选择性激光烧结（SLS）等。（Homogenized）3个阶段。典型的打磨方式会对基体材料造成较大的无论是焊接修复还是快速成型制造，[1]TLP焊缝见图1，TLP的主要优点有：损伤，打磨后形成的大间隙对后期修它们均以数字化CAD模型为基础，等温凝固后接头成分与母材相近，焊理有不利影响。目前国外已采用一应用分层制造思想，提取成型路径，缝综合性能好；比扩散焊要求的压些新工艺来解决此类问题，如真空气将粉末分层沉积到基体上，最终实现力小或不加压力，零件焊接变形小；相清理技术等。原始尺寸恢复或沿成型基面快速成对结合面的氧化

7、层清理要求低，有一（2）焊接过程中的问题。如高形制造。采用了快速凝固技术后，可定的“自清洁”能力，工艺适应性广；铝钛含量镍基合金熔焊时由于γ相获得非平衡态过饱和固溶体及组织[2]接头在较低的温度下实现焊接，高温中γ′相析出而产生的热裂纹和钎焊均匀致密的金相组织，几乎达到或性能好。时焊缝中产生低熔点脆性相问题不超过锻件水平。图2为国外采用激易解决，因此这些都是在技术开发中光修复的单晶涡轮叶片和钛合金叶[3]应重点研究的问题。目前国内已在片。一些发动机和燃机压气机叶片、涡轮叶片上采用多种焊接工艺修理并取激光复合焊接技术得较大进展，但一些关键技术未能突激光的能量密度要比

8、电子束高破