某发动机压气机盘组电子束焊工艺及变形控制.pdf

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1、制造技术研究航天制造技术某发动机压气机盘组电子束焊工艺及变形控制张有瑞王晓伟杨晓军（北京动力机械研究所，北京100074）摘要：针对某发动机压气机盘组的焊接变形问题，通过工艺试验，提出了装配间隙控制、夹具刚性固定、焊接工艺优化、电子束局部校形等变形控制措施，实现了一批次压气机盘组的焊接。检测结果表明，焊缝质量及焊后尺寸均满足设计要求。关键词：电子束焊；多级压气机盘组；焊接控制；变形控制TheElectronBeamWeldingTechnologyandDeformationControlofAeroengineCompressorDiskGroupZhan

2、gYouruiWangXiaoweiYangXiaojun(BeijingPowerMachineryInstitute,Beijing100074)Abstract：Aseriesofdeformationcontrolmeasures,suchasassemblyclearancecontrol,rigidfastening,weldingprocessoptimizationandlocaladjustmentbyelectronbeam,weredevelopedthroughweldingprocessexperiments.Thejointoft

3、urbinecompressordiskswasachieved.Testresultsshowedthatweldingqualityandworkpiecedimensionsmeetdesignrequirements.Theweldingdeformationcontrolmeasuresmentionedinthispapergiveareferenceforweldingrelativecylinderorshaftparts.Keywords：electronbeamwelding；multistagecompressordisk；weldin

4、gcontrol；deformationcontrol1引言2试验材料及设备某发动机压气机盘组材料为TC11，由多级压气试验材料为TC11钛合金，TC11材料是一种综合机盘经电子束焊接组合而成，接头形式为锁底对接，性能良好的α+β热强钛合金，在500℃以下有良好的要求非穿透焊。焊接质量要求满足GJB1718A—2005热强性能，并且具有较高的室温强度和良好的热加工Ⅰ级焊缝要求，同时要求焊后各级盘径向及端面跳动工艺性（包括常规工艺性能和超塑性），可以进行焊均不大于0.06mm。接和各种机加工，在航空航天领域得到了广泛的应TC11材料的锁底非穿透焊接结构中，存在

5、的主用。要缺陷是焊缝中的气孔，在局部甚至会产生密集的链焊接工艺试验采用中压型电子束焊试验设备：最状气孔。该缺陷严重影响了零件的正常交付使用，甚大加速电压60kV，最大输出电流100mA，电子束流至造成产品报废。另外，由于盘组状态无法加工内腔，有效聚焦范围50～500mm。内腔尺寸在零件状态需加工到位，焊后还需保证零件内腔尺寸满足设计图纸的要求。为了保证盘组状态动3电子束焊接工艺参数的确定平衡要求，设计要求焊后各级盘径向及端面跳动均不大于0.06mm，因此焊后保证整体跳动要求是电子束由于直接采用压气机盘进行工艺试验费用较高，焊接面临的又一难题。因此焊接工艺试验

6、采用δ5.0mm+δ6.5mm锁底对接接作者简介：张有瑞（1979-），工程师，动力机械工程专业；研究方向：高能束加工。收稿日期：2014-04-1471制造技术研究2014年4月第2期头的TC11钛板为研究对象，分析焊接工艺参数对焊过减小焊接线能量获得上下近似平行的“1”字型焊接质量、焊接变形等方面的影响，在焊接工艺参数确缝，可以有效地减少焊接变形。在电子束焊接工艺参定后再在实际产品上进行焊接。数确定试验中，在确保焊接质量的基础上，结合理论电子束焊接工艺参数主要包括加速电压、焊接电计算和试验检测，严格控制焊缝容貌，选择最优的焊流、聚焦电流、焊接速度以及扫描

7、特征等。在多级压接线能量输入。气机盘组的锁底非穿透焊接结构中，气孔是主要焊接4.4焊接方案制定缺陷，气孔缺陷主要分为单个大直径气孔和密集性链根据零件结构特点和变形规律，制定焊接方案如状气孔两类。通过控制焊前清理质量、优化焊接工艺下：以居中的相邻级盘之间的焊缝为第一条焊接焊规范并选择合适的扫描特征可以很好地改善气孔缺缝，然后向两边级盘对称焊接，同时保证各条焊缝起陷，试验后确定的TC11试板焊接参数见表1。弧位置之间角向相差72°。采取上述焊接方案后，基本保证焊接顺序和焊接起弧位置均布，一方面保证了表1TC11试板电子束焊接参数表焊后残余应力均布，另一面很好地弥

8、补了环形焊缝起加速电焊接电聚焦电流焊接速度扫描特征-