【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及航空發(fā)動機鈦合金轉(zhuǎn)子葉片修理，特別是涉及提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法。
技術介紹
1、航空發(fā)動機鈦合金壓氣機葉片及整體葉盤零件材料為tc17，其在使用過程后會存在磨損、異物損傷(fod)、腐蝕、疲勞損傷等問題，為了降低制造成本，提高葉片的使用壽命，通常采用焊接補片的方法進行修理。由于該零件在使用過程中需要承受較高的轉(zhuǎn)速和離心載荷，因此對材料和結構的疲勞壽命要求很高。
2、盡管電子束焊接技術在金屬構件的修復領域已相對成熟，但是焊接再制造后會產(chǎn)生組織長大等問題，且引入了較大的殘余拉應力，這些因素均會導致材料的疲勞性能降低，影響葉片使用性能。航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉片在再服役過程中，不僅要承受交變載荷的作用，還要承受再制造工藝誘發(fā)的高殘余拉應力的耦合作用，將嚴重影響葉片使用性能和再服役壽命。因此，面向航空發(fā)動機關重構件的高可靠修復和再制造需求，提高焊接修理后整體葉盤的疲勞性能，保證使用可靠性，亟需可以有效調(diào)控焊接修復后葉片殘余應力的方法。
技術實現(xiàn)思路
1、針對針對航空發(fā)動機電子束焊接補片修理后引入殘余應力和組織轉(zhuǎn)變，而導致葉片疲勞性能降低的問題，本專利技術提供提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，解決焊接修復后葉片性能降低的問題，保證葉片的使用可靠性，滿足航空發(fā)動機葉片或整體葉盤使用后損傷及誤加工的修理需求，提高航空發(fā)動機的安全運維能力。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術的技術方案是：
3、提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片
4、s1：真空熱處理
5、將電子束焊接修復后的葉片放入真空熱處理爐中，進行真空熱處理；
6、s2：自適應機械加工
7、采用三坐標測量儀對熱處理后葉片進行測量，將測量數(shù)據(jù)導入ug軟件中重構葉片模型后，編制機械加工程序，采用五軸數(shù)控加工中心設備，對補片修復區(qū)進行自適應銑削和磨削加工，得到型面尺寸滿足使用要求的葉片；
8、s3：第一次振動光飾
9、s3.1：對s2得到的葉片中無需進行振動光飾的葉片區(qū)域采用專用保護套進行保護；
10、s3.2：將葉片安裝在專用夾具上，向振動光飾機內(nèi)裝入磨料，設置加工參數(shù)，進行第一次振動光飾；
11、s3.3：第一次振動光飾后，采用粗糙度測量儀檢查葉片葉身表面粗糙度；
12、s4：激光沖擊強化
13、s4.1：對激光強化設備編制激光強化程序；
14、s4.2：將s3得到的葉片安裝至專用夾具中進行找正定位；
15、s4.3：將吸收層均勻粘貼在需要強化的位置；
16、s4.4：用專用保護膠帶將葉身無需強化的位置進行保護；
17、s4.5：運行程序進行激光沖擊強化加工；
18、s5：噴丸加工
19、s5.1：使用噴丸專用膠帶保護非噴丸區(qū)；
20、s5.2：將s4得到的葉片安裝至專用夾具中固定；
21、s5.3：按照數(shù)控噴丸機設定加工參數(shù)進行噴丸加工；
22、s6：第二次振動光飾
23、s6.1：對s5得到的葉片，無需進行振動光飾的葉片區(qū)域采用專用保護套進行保護；
24、s6.2：將葉片安裝在專用夾具上，向振動光飾機內(nèi)裝入磨料；設置加工參數(shù)，進行第二次振動光飾；
25、s6.3：第二次振動光飾后，采用粗糙度測量儀檢查葉片葉身表面粗糙度，完成應力調(diào)控方法。
26、進一步的，s1中，真空熱處理工藝為在真空熱處理爐內(nèi)溫度≤150℃下時，將葉片裝進爐內(nèi)，加熱至(600±10)℃，保溫4h～4h15?min，向爐內(nèi)充入氬氣，壓力控制在0.18～0.2mpa，冷卻至80℃以下出爐，完成真空熱處理。
27、進一步的，s3.2中，所述磨料為側切圓柱形磨料，磨料至少沒過葉片部位30mm，加工參數(shù)為：振動光飾4小時，噴水流量150～200/h，噴水時間20s，噴水間隔時間300s。
28、進一步的，s3.3中，葉片葉身表面粗糙度葉片葉身表面粗糙度應不大于0.4μm。
29、進一步的，s4.1中，設定激光光斑為圓形，直徑為2.8mm，激光能量設定為18j。
30、進一步的，s4.3中，所述吸收層為黑膠帶，規(guī)格為寬25mm、厚0.25mm。
31、進一步的，s5.3中，加工參數(shù)為：彈丸規(guī)格為z300，噴嘴直徑φ12mm，空氣壓力1bar，飽和時間1次，噴嘴到工件距離：20±10mm，噴嘴移動速度50mm/min，流量950g/分鐘。
32、進一步的，s6.2中，所述磨料為球形磨料，磨料至少沒過葉片部位30mm，加工參數(shù)為：振動光飾1小時；噴水流量150～200l/h，噴水時間20s，噴水間隔時間300s。
33、進一步的，s6.3中，所述葉片葉身表面粗糙度應不大于0.4μm。
34、本專利技術的有益效果是：
35、本專利技術已在內(nèi)部的航空發(fā)動機鈦合金轉(zhuǎn)子葉片的修理中進行應用，修復后葉片的振動疲勞強度較只有焊接加熱處理工藝提高了30％，有效提高了葉片的使用壽命，保證了零件的使用性能要求，降低了航空發(fā)動機維修換件成本，具有較大的經(jīng)濟效益；
36、本專利技術可以直接應用至航空發(fā)動機及燃氣輪機鈦合金材料葉片及整體葉盤零件的焊接補片修理中，提高修理后葉片的性能，保證葉片安全可靠，同時本專利技術可以拓展到其他材料的轉(zhuǎn)子類零件焊接修理中，具有廣闊的應用空間；
37、本專利技術在修復區(qū)和葉片薄弱區(qū)預置了壓應力層，可以有效提高葉片的疲勞壽命，保證焊接修復后葉片的使用可靠性，滿足航空發(fā)動機修理需求。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術保護點】
1.提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S1中，真空熱處理工藝為在真空熱處理爐內(nèi)溫度≤150℃下時，將葉片裝進爐內(nèi)，加熱至(600±10)℃，保溫4h～4h15?min，向爐內(nèi)充入氬氣，壓力控制在0.18～0.2MPa，冷卻至80℃以下出爐，完成真空熱處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S3.2中，所述磨料為側切圓柱形磨料，磨料至少沒過葉片部位30mm，加工參數(shù)為：振動光飾4小時，噴水流量150～200/h，噴水時間20s，噴水間隔時間300s。
4.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S3.3中，葉片葉身表面粗糙度葉片葉身表面粗糙度應不大于0.4μm。
5.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S4.1中，設定激光光斑為圓形，直徑為2.8mm，激光能
6.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S4.3中，所述吸收層為黑膠帶，規(guī)格為寬25mm、厚0.25mm。
7.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S5.3中，加工參數(shù)為：彈丸規(guī)格為Z300，噴嘴直徑φ12mm，空氣壓力1Bar，飽和時間1次，噴嘴到工件距離：20±10mm，噴嘴移動速度50mm/min，流量950g/分鐘。
8.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S6.2中，所述磨料為球形磨料，磨料至少沒過葉片部位30mm，加工參數(shù)為：振動光飾1小時；噴水流量150～200l/h，噴水時間20s，噴水間隔時間300s。
9.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：S6.3中，所述葉片葉身表面粗糙度應不大于0.4μm。
...【技術特征摘要】
1.提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：s1中，真空熱處理工藝為在真空熱處理爐內(nèi)溫度≤150℃下時，將葉片裝進爐內(nèi)，加熱至(600±10)℃，保溫4h～4h15?min，向爐內(nèi)充入氬氣，壓力控制在0.18～0.2mpa，冷卻至80℃以下出爐，完成真空熱處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：s3.2中，所述磨料為側切圓柱形磨料，磨料至少沒過葉片部位30mm，加工參數(shù)為：振動光飾4小時，噴水流量150～200/h，噴水時間20s，噴水間隔時間300s。
4.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：s3.3中，葉片葉身表面粗糙度葉片葉身表面粗糙度應不大于0.4μm。
5.根據(jù)權利要求1所述的提高鈦合金轉(zhuǎn)子葉片焊接修復后疲勞強度的應力調(diào)控方法，其特征在于：...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳振林，劉馳，李健，李英，曲伸，
申請(專利權)人：中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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