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航空航天工业应用

发表时间:2021-04-27 16:21

                      航空航天工业应用

近年来随着我国航空航天业的大规模发展,越来越多的航空零部件采用了摩擦焊接方式进行生产制造。现代高性能军用航空发动机对于零部件的质量和性能指标--推重比亦不断提高。同时对发动机的结构设计、材料及制造工艺均提出了更高的要求。

70年代起,以美国GE公司为代表,在军用航空发动机转子部件(+盘、盘+)制造中,率先成功地采用了惯性摩擦焊接技术。CMF56航空发动机的1-2级,4-9级,以及压气机轴;GE公司生产的TF39航空发动机的16级压气机盘; F101航空发动机的1-3级盘与鼓及前轴颈,5-9级盘与鼓及后轴颈等均采用了摩擦焊接工艺,有的还采用了粉末冶金-等温锻造-摩擦焊接组合工艺。美国TextronLycoming公司生产的新型大功率T55涡轮喷气发动机的前盘与前轴、后轴的连接都是采用盘+轴一体的摩擦焊接结构。API(Udimet700Astroloy)In100René95In718之类的粉末高温合金盘已成功地采用了惯性摩擦焊接,其焊接接头性能可达到母材的水平。P&W公司将摩擦焊接列为80年代发动机制造中的五项重大焊接技术之一;法国海豚发动机也将摩擦焊接推广应用于减速器锥形齿轮的焊接,德国MTU公司正在开展高压压气机转子等大型部件的摩擦焊接技术研究。

国外一些先进的航空发动机制造公司已将摩擦焊接作为焊接高推重比航空发动机转子部件的主导的、典型的和标准的工艺方法。普遍认为摩擦焊是可靠、再现性好和可信赖的焊接技术。主机.jpg

在飞机制造中,摩擦焊接也展现了新的应用前景。直升飞机旋翼主传动轴的NitralloyN合金齿轮与18%高镍合金钢管轴的焊接、双金属飞机铆钉、飞机钩头螺栓等均采用了摩擦焊接,AISI4340超高强度钢因其具有高的缺口敏感性和焊接脆化倾向,当用来制造飞机起落架时,国外规定不允许采用熔化焊接方法施焊,已成功地进行了4340管与4030锻件起落架、拉杆的摩擦焊接,这表明摩擦焊接技术已渗透到了飞机重要承力构件的焊接领域。飞机发动机叶片.jpeg

尤其发动机的风扇叶片始终是最难加工的一个步骤。近年来线性摩擦焊接风扇叶片已经是制造企业的主流技术方法。用线性摩擦焊将叶片焊接在轮盘上,可节省大量叶片的连接件和结构重量。它是先将叶片夹紧在轮缘的叶根上,并使轮盘周向以高速振动,在叶片和轮盘叶根界面产生一个窄的摩擦加热区,当加热区的温度达到要求的温度时即停止振动,叶片与轮盘固定直至固结在一起。此法要比用实体毛坯加工法更经济

  某航天飞机三部发动机上1800个高温合金喷射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到发动机上的。


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