航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤心封嚴(yán)座焊接工藝優(yōu)化
【學(xué)位單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:V263
【部分圖文】:
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第1章 緒 論背景及封嚴(yán)座研究的目的和意義國(guó)國(guó)防科技力量的不斷增強(qiáng),我國(guó)國(guó)際地位不斷提升。航空工業(yè)可沒(méi),同時(shí)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求也日益提高,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)上能要求和工作條件也變得更加苛刻。特別是隨著對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)斷深入,對(duì)封嚴(yán)部件的技術(shù)研究也越來(lái)越重視。所謂封嚴(yán),是對(duì)動(dòng)部件間的泄漏進(jìn)行控制。密封性能,是封嚴(yán)裝置的一項(xiàng)重要上使用封嚴(yán)的地方很多,如主流道密封、空氣系統(tǒng)二次流密封、附件傳動(dòng)機(jī)匣中傳動(dòng)附件輸出軸密封等,如圖 1-1 所示。
嚴(yán)座釬焊密封性能及控制焊接變形兩方面開(kāi)展系統(tǒng)地研究,最終制定一套封加工組合件的焊接工藝原則。該焊接工藝原則能夠?qū)鉀Q現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程制造,以及工程中焊接變形控制科學(xué)應(yīng)用帶來(lái)一定指導(dǎo)作用。2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析2.1 焊接變形理論研究在航空發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零部件制造過(guò)程中,焊接是普遍應(yīng)用于材料連接的一種工藝,且存在著較大的工作量,從本質(zhì)來(lái)看,主要通過(guò)局部加熱或加壓,讓位置金屬熔化或處于塑性狀態(tài),確保金屬間原子彼此滲合且逼近金屬晶格距借助原子間結(jié)合力將分離金屬構(gòu)件再次相連。焊接最明顯特征之一是通過(guò)高中瞬時(shí)熱輸入,加熱、冷卻過(guò)程不均勻,明顯偏離平衡態(tài),所以會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜溫度場(chǎng)與應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)。雖然焊接質(zhì)量控制技術(shù)和焊接檢驗(yàn)方法逐步完善,但目前為止還沒(méi)有任何一種焊接方法能夠做到百分之百地避免焊接變形。焊后會(huì)帶有永久性非協(xié)調(diào)應(yīng)變,形成明顯殘余應(yīng)力與變形。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看,包括橫/縱向、彎曲、波浪等焊接變形,詳情參見(jiàn)圖 1-2[3]。
焊后往往必須實(shí)施熱處理,但焊接效率受到影響,成本隨之提高。真空電子束焊接具備諸多優(yōu)點(diǎn),例如焊縫深寬比大、厚件焊接效率高、接頭性能佳等,比較適合焊接鈦與其合金。但曠小聰[24,25]等人的研究表明,通過(guò)高能量電子束來(lái)處理,焊接接頭常常存在極大殘余應(yīng)力,隨著材料厚度增加,變形也越來(lái)越明顯。高福洋[26]等人研究認(rèn)為,雖然小尺寸鈦合金零件選擇真空電子束焊接存在諸多優(yōu)點(diǎn),但大尺寸零件或大批量制造方面并不適合。此外,不斷完善的激光焊接技術(shù)效率、質(zhì)量更加出色,通過(guò)反射鏡或棱鏡能夠輕松調(diào)整激光光路,保證工件各處都能得到有效焊接。1.2.3 鈦合金與不銹鋼異種材料焊接方法研究現(xiàn)狀目前,對(duì)于鈦合金與不銹鋼異種材料焊接研究,主要有熔化焊、壓力焊和釬焊三種方法。王廷、張瑩瑛[27,28]等人的研究表明,通過(guò)熔化焊法焊接鈦鋼,鈦與鋼均會(huì)熔化,液態(tài)鈦與鋼可以充分混合在一起。因?yàn)?Ti、Fe 間溶解度很低,二者能夠生成脆性化合物,導(dǎo)致熔化焊接頭、接頭與斷口形貌不夠穩(wěn)定,詳情參見(jiàn)圖 1-3。為通過(guò)熔化焊法保證鈦/鋼正常連接,現(xiàn)階段一般選擇加入填充層方法來(lái)處理,效果相對(duì)理想。
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