一种改善线性摩擦焊接界面热输入的方法技术

本发明专利技术公开了一种改善线性摩擦焊接界面热输入的方法，属于航空发动机制造领域的整体叶盘类零件的线性摩擦焊接技术领域，所述改善线性摩擦焊接界面热输入的方法具体步骤如下：步骤一，确定焊接界面的塑性流动不充分区域的范围，步骤二，确定焊接界面弧面凸起量，步骤三，确定焊接界面弧面凸起与焊接试验件的焊接界面连接

【技术实现步骤摘要】
一种改善线性摩擦焊接界面热输入的方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机制造领域的整体叶盘类零件的线性摩擦焊接
，特别提供了一种改善线性摩擦焊接界面热输入的方法
。

技术介绍

[0002]线性摩擦焊接技术是整体叶盘类零件的关键制造技术
。
线性摩擦焊接界面的热输入及金属塑性流动对接头的冶金质量有决定性影响
。
零件在线性摩擦焊接过程中，焊接界面边缘部分容易将界面表层的塑性金属挤出，但是界面中心部分的金属受到振动幅度较小的限制，金属流动性较差，不容易挤出焊接界面，从而在焊接界面中心位置形成一个“塑性流动不充分区域”，使零件焊接质量不稳定，导致零件合格率低
。
[0003]专利
CN201710454317.6
公开了一种提高线性摩擦焊缩短量精度的方法，通过预先的测试设置参考区并计算工件在参考区内的平均速度，划分速度区间并设定与速度区间相对应的调整值，从而提高缩短量精度
。
该专利技术只是针对零件缩短量方向的焊接精度进行了控制，未涉及零件焊接接头的结构优化方法，未涉及本
技术实现思路

。
[0004]专利
CN201811308931.2
公开了一种线性摩擦焊接过程中飞边变形控制装置及方法，该装置包括焊接夹具和限制挡块，所述焊接夹具用于安装焊接零件，能够有效解决飞边干涉相邻焊接部位的问题，保证了焊接零件与被焊接件的顺利焊接过程，显著提高了焊接效率
。
该专利技术只是针对零件的焊接工装进行了优化设计，未涉及零件焊接接头的结构优化方法，未涉及本
技术实现思路

。
[0005]专利
CN201811311708.3
公开了一种叶片线性摩擦焊接接头质量控制方法及装置，该专利技术提出了一种叶片线性摩擦焊接接头质量控制装置
。
该专利技术克服传统多边形
、
菱形截面容易在角部产生未焊合缺陷的问题
。
有效的降低构件的焊接界面面积并保证焊接接头的质量，并很大程度上减少贵重金属的浪费
。
该专利技术针对零件的焊接界面进行了圆角并增加余量的优化设计，未涉及零件焊接接头的结构优化方法，未涉及本
技术实现思路

。
[0006]人们迫切希望获得一种技术效果优良的改善线性摩擦焊接界面热输入的方法
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种改善线性摩擦焊接界面热输入的方法
。
[0008]所述改善线性摩擦焊接界面热输入的方法具体步骤如下
。
[0009]步骤一，确定焊接界面的塑性流动不充分区域的范围
。
[0010]采用确定的焊接参数完成线性摩擦焊接过程，对已经完成焊接的焊接试验件的焊接界面进行剖切，对切取的焊接界面检查焊缝金属塑性变形层在焊接界面法线方向的厚度，根据截面上塑性变形层的厚度分布来对比不同区域的金属的流动性，变形层较小的区域流动性不好，反之金属流动性好，根据焊接界面上塑性金属流动程度确定塑性流动不充分区域；焊接过程开始后，焊接界面由于摩擦产热的作用开始升温，界面金属因为温度升高而进入塑性状态；该塑性状态的金属随着焊接往复运动被挤出焊接界面
。
在焊接界面四周，
[0027]线性摩擦焊接原理示意图如图1所示，其中，
a
表示振幅，
b
表示振动方向
。
[0028]所述改善线性摩擦焊接界面热输入的方法具体步骤如下
。
[0029]步骤一，确定焊接界面的塑性流动不充分区域1的范围
。
[0030]采用确定的焊接参数完成线性摩擦焊接过程，待焊试验件尺寸为
100mm
×
40mm
×
50mm
，两侧试验件的尺寸一致
。
焊接参数为：压力
50MPa
，振幅
2.5mm
，频率
30Hz
，缩短量
2mm。
对已经完成焊接的焊接试验件3的焊接界面进行剖切，对切取的焊接界面检查焊缝金属塑性变形层在焊接界面法线方向的厚度，根据截面上塑性变形层的厚度分布来对比不同区域的金属的流动性，变形层较小的区域流动性不好，反之金属流动性好，根据焊接界面上塑性金属流动程度确定塑性流动不充分区域1，确定焊接界面的塑性流动不充分区域1为：长轴
40mm
，短轴
20mm
的椭圆范围
。
线性摩擦焊接原理参见附图1，焊接过程开始后，焊接界面由于摩擦产热的作用开始升温，界面金属因为温度升高而进入塑性状态；该塑性状态的金属随着焊接往复运动被挤出焊接界面，具体参见附图
2。
在焊接界面四周，参见附图3中塑性金属流动性好区域
e
，该处金属的变形较为充分，焊接质量好；而在焊接界面的中心，参见附图3中塑性金属流动性较差区域
d
，金属变形不充分，容易残留界面氧化物和夹杂物，形成未焊合等缺陷
。
[0031]步骤二，确定焊接界面弧面凸起量
。
[0032]确定焊接界面的塑性流动不充分区域1为：长轴
40mm
，短轴
20mm
的椭圆范围后，在焊接界面上设计一个焊接界面弧面凸起2，焊接界面弧面凸起2的宽度为
20mm
，长度与焊接界面等长，其在焊接界面上的投影覆盖塑性流动不充分区域1，该弧面凸起部分与原始焊接界面角度为2°
，参见附图4‑5所示
。
[0033]步骤三，确定焊接界面弧面凸起2与焊接试验件3的焊接界面连接；参见附图6所示
。
[0034]焊接界面弧面凸起2与焊接试验件3的焊接界面采用平面连接，空间上形成斜面
。
[0035]完成焊接界面弧面凸起结构设计
。
采用数控铣加工的加工方式将焊接界面弧面凸起2与焊接试验件3进行加工
。
参见附图6所示
。
[0036]实施例2[0037]所述改善线性摩擦焊接界面热输入的方法具体步骤如下
。
[0038]步骤一，确定焊接界面的塑性流动不充分区域1的范围
。
[0039]采用确定的焊接参数完成线性摩擦焊接过程，对已经完成焊接的焊接试验件3的焊接界面进行剖切，对切取的焊接界面检查焊缝金属塑性变形层在焊接界面法线方向的厚度，根据截面上塑性变形层的厚度分布来对比不同区域的金属的流动性，变形层较小的区域流动性不好，反之金属流动性好，根据焊接界面上塑性金属流动程度确定塑性流动不充分区域1；焊接过程开始后，焊接界面由于摩擦产热的作用开始升温，界面金属因为温度升高而进入塑性状态；该塑性状态的金属随着焊接往复运动被挤出焊接界面，具体参见附图
2。
在焊接界面四周，参见附图3中塑性金属流动性好区域
e
，该处金属的变形较为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善线性摩擦焊接界面热输入的方法，其特征在于：所述改善线性摩擦焊接界面热输入的方法具体步骤如下：步骤一，确定焊接界面的塑性流动不充分区域（1）的范围；对已经完成焊接的焊接试验件（3）的焊接界面进行剖切，对切取的焊接界面检查焊缝金属塑性变形层在焊接界面法线方向的厚度，根据焊接界面上塑性金属流动程度确定塑性流动不充分区域（1）；步骤二，确定焊接界面弧面凸起量；焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳涛，刘青，帅焱林，公维勇，付强，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：