钛合金线性摩擦焊工艺试验及焊接精度研究

（ 振幅 、 频率 、 焊接压力 ） 和一个辅助控制参数 （ 接缩短 量 ） 焊 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 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 ： Ｔ ４ ３９ Ｇ ５ ．
收 稿 日期 ： ０ １—１ —２ ２ｌ １ １
４ ６
２１ ０ ２年 第 ４期
生产应用 俘 掳
１ ２ 待 焊试 块 ． （ ）Ｃ １ Ｔ ４合 金试 块 尺寸为 １２ ４ ｍ ５ ． ｍ ５ ． ｍ Ｘ１２ ４ｍ Ｘ ｌ ． ｍ， 接 面 四角 倒 角 ， 接 面积为 １ ０ ｍ 。 ２７ｍ 焊 焊 ０ｉ ０ ｎ
的双 性能 整体 叶 盘 的制造 。对 于 叶 片 长且 间距 大 的 整 体 叶 盘 ， 用 焊 接 方 法 相 对 于 整 体 加 工 可 明 显 提 高 材 采 料 的 利用 率 、 少加 工成 本 和 时间 。 减
线 性摩 擦 焊方 法是 实 现 这种 连 接 的为 数 不 多 的焊
接 方 法之 一 ， 它不 仅可 用 于新 件 的制 造 ， 且 是 目前对 并 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 不 动 ， 供 垂 直 向下 的焊 接 压 提 力 和顶 锻压 力 ， 下部 的零 件 往 复振 动 运 动 ， 保 证 床身 为 的稳 定 ， 工作 台与设 备 基座 间有 减震 气囊 装 置 空制造 公 司 Ｒ Ｒ公 司 、 Ｕ公 司和 Ｐ 公 ＆ ＭＴ Ｗ 司均 已采 用 线 性 摩擦 焊 技 术 制 造 整 体 叶 盘 ＿ ， 内 已 ３ 国 Ｊ 经 开展 一些 工 艺研 究 ， 至 今 还 没 有 应 用 于发 动 机 构 但
航 空发 动机 部 件 结 构 正 朝 轻 量 化 、 体 化 方 向 发 整 展， 整体 叶 盘 已经作 为新 型 航 空 发动 机 、 火箭 发 动 机 的 重 大改 进部 件 ， 它具有 结 构 简 单 、 寸 小 、 量 轻 、 度 尺 重 强 高等 特 点 ， 发展 高推 重 比航 空发 动 机 的重 要技 术 ， 是 并 将 用 在未 来 推 重 比为 ２ ５—３ ０的发 动机 上 。整 体 叶 盘 主要 有两 种制 造方 法 ， 种 为 整体 锻 件 机 械 加 工而 成 ， 一 另一 种 为分 别 制 造 单 个 叶 片 和 盘 件 ， 过 焊 接 的 方 法 通 制作 成整 体 叶 盘 ， 后 加 工 去 除 盘及 焊 缝 附 近 多 余 的 然 材料¨ Ｊ 。第 二种 方 法特 别 适 用 于 叶 片 为 空 心结 构 的
可 焊接 钛合 金 的最 大面积 为 ６００ｍ 有 ，， ０ ｍ ， ｌｚ ， 三个 自由度 ： ｚ向采 用 液压 驱 动 ， 够 提供 稳 定 的焊 接 能
压 力 ； 向 为线 性 振 动 方 向 ， 用 气 压 驱 动 ， 近 ２ Ｙ方 采 有 Ｏ 个储 气 罐提 供气 源 和保证 气压 的稳定性 。
俘 搭 生产应用
［ ］ 崔 占全 ， 国旺， 向红． Ｃ２ Ｍｏ０ ２ Ｖ钢 Ｓ Ｃ Ｔ曲线 ２ 康 张 ３ ｒ１ ２ ．５ Ｈ Ｃ 测定 与分析［ ］ Ｊ ．物理测试 ，０ ８ ２ １ ： ６ ２０ ，１（ ） １— ． ［］ 张 ３ 钧． 连铸 ９ ５钢 Ｃ Ｔ曲线 的测定及 其应用 ［ ． ４ Ｃ Ｄ］ 哈尔 滨： 哈尔滨工程大学硕 士学 位论文 ，０ ２ ２０ ．
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（ ０ ３ １０ ４ ） １
摘要
祝 文卉
刘佳 涛
李 文学
帅 焱 林
通过 Ｔ ４和 Ｔ １ Ｃ Ｃ ７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
１ 试验 条件
１ １ 试 验设 备 ．
试 验设 备 采 用 Ｍ Ｉ 司 ３ 试 验 型 线 性 摩 擦 焊 Ｔ公 ５ｔ 机 ， 主要 工 艺 参 数 如 下 ： 率 为 ３ 其 频 Ｏ一６ ； 幅 为 ｏＨｚ振
２ ５～７ ５ｍｍ； ． ． 焊接 压力 为 ５～ ５ ｔ ３ 。
［ ］ 李志勇 ， ５ 刘树敏． 于 Ｃ Ｔ图 的焊接组 织和性 能预测 软件 基 Ｃ
［ ］ 中北 大 学学 报 （自然 科 学 版 ） ２０ ，９（ ：４ Ｊ． ，０ ８ ２ ５） ４ ９—
４５ ２．
［ ］ 吕德林 ， ４ 李砚 珠 ， 谭长 瑛． 接热 影 响 区连续 冷却 相 变过 焊
程 的研究 一焊接 Ｃ Ｔ图 ［ ］ 焊接学报 ，１８ ，（ ） ９ Ｃ Ｊ． ９ ２ ３ ３ ： ９一
ｌ ４． １
作 者简 介 ： 乔
燕 ，９ ６年 出 生 ， 士 ， 理 工 程 师 。 主 要 研 １８ 硕 助
究方 向 ： 车 车 辆 焊 Ｘ ＿ 艺及 焊 接 结 构 设 计 ， 发 机 ｖ － 已
空心 叶 片整体 叶 盘 ， 以及 叶 片与 盘采 用 不 同 材 料 制 成
件 上 。文 中 主要针 对某 型 号 发 动机 整 体 叶 盘用 的钛 合
金 材料 开 展 线性 摩 擦 焊 工 艺 试 验 ， 索 工 艺 参 数 对 焊 探
缝 组织 、 飞边状 态 以及 焊接 精 度 的 影 响情 况 ， 为实 际 零 件 应用 该项 技 术提供 工 艺及 精度 方 面的技 术数 据 。
对 线性 摩擦 焊 后 试 件进 行 了全 方 位 的精 度 检 测 ，
Ｔ ４材料 试 验 测 量 结 果 见 表 １ 第 一 批 次 和 第 二 批 次 Ｃ ， Ｔ１ Ｃ ７材 料试 验测 量结 果见 表 ２和表 ３ 图 １中显 示 了 。 测 量编 号对 应 在试 件 上 的位 置 ， 中 以试 件 一侧 的 ５ 其 、