【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机零部件制造，特别是涉及一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法。
技术介绍
1、线性摩擦焊技术是利用金属摩擦以及变形热，在垂直压应力作用下实现金属良好冶金结合的焊接方法。由于线性摩擦焊属于固相焊接，因此不会产生焊接接头组织粗大、力学性能较母材下降等不利影响，且焊接界面经过大塑性变形，使焊接接头微观组织通常较为细小均匀，焊接接头的力学性能与焊接母材相当。由于线性摩擦焊技术具有上述优势，目前已经成为制造航空发动机风扇整体叶盘的关键技术之一。
2、由于整体叶盘的制造精度直接影响航空发动机的气动性能等关键指标，因此对整体叶盘的制造精度要求通常十分苛刻。但是，采用线性摩擦焊技术加工整体叶盘时，在焊接精度方面，不仅受到焊接装备以及夹持工装等硬件精度的影响，还与工艺参数和材料变形行为有直接关系。
3、例如，在较大的焊接压力以及缩短量等工艺参数下，很容易导致焊接接头处产生较高的焊接残余应力，导致焊接设备焊接工装的控制精度降低，最终造成整体叶盘的焊接精度显著下降。因此，对于焊接精度不符合要求的整体叶盘零件来说，通常采用整体热处理校形的方法对整体叶盘零件进行精度提高和优化。
4、但是，整体热处理校形方法会受到母材热处理温度的限制，导致热校形温度通常较低，因此零件整体热校形效果也十分有限。再有，整体热校形时需要结构复杂的工装配合，而整体热校形工装的拆装过程费时费力，导致热校形效率低下，并且在工装拆装过程中还容易划伤叶片表面，导致整体叶盘零件的表面完整性遭到破坏，并且也不具备对某一特
5、另外，在整体热处理校形过程中，整体热校形工装需要与整体叶盘进行长时间高温接触，容易导致整体叶盘与工装之间的元素发生扩散反应，从而影响到整体叶盘的服役性能。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，利用电流通过金属产生的焦耳热效应以及电致塑性效应，实现焊接接头温度的快速升高，突破校形温度受叶片及盘体母材热处理温度的限制，具备对任一特定超差叶片进行定向校正的能力，大幅度提升校形效率；通过在焊接接头的焊缝部位加工缩颈过渡段，用以提升焊接接头部位的电流密度，校形温度场更为集中，通过对电极和单体校形工装的冷却，避免局部校形高温影响到叶片及盘体部位的性能，实现任一特定超差叶片的高精度校形。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，包括如下步骤：
3、步骤一：准备焊接接头局部校形器材，器材包括真空环境装置、直流脉冲电源、电极、测温装置、单体校形工装及冷却装置；
4、步骤二：对整体叶盘进行尺寸参数的测量，确定出存在尺寸超差的单体叶片；
5、步骤三：通过机加工方式在盘体与尺寸超差单体叶片的焊接接头部位焊缝处加工出缩颈过渡段；
6、步骤四：将完成缩颈过渡段加工后的整体叶盘送入真空环境装置中，在真空环境装置中预置有绝缘隔热平台，整体叶盘需要固定安装到绝缘隔热平台上；
7、步骤五：在焊接接头部位焊缝的叶片端和盘体端分别安装上单体校形工装，在单体校形工装内预装有应力传感器；
8、步骤六：在单体校形工装上安装上电极，将焊接接头部位焊缝两侧的电极通过导线分别接入直流脉冲电源的正负极上；
9、步骤七：将冷却装置接入电极和单体校形工装；
10、步骤八：启动真空环境装置，使整体叶盘处于真空环境下；
11、步骤九：启动冷却装置，使电极和单体校形工装处于冷却状态；
12、步骤十：启动直流脉冲电源，使脉冲电流流经焊接接头部位，通过测温装置对焊接接头部位的温度进行实时检测；
13、步骤十一：当焊接接头部位的温度达到设定值后，启动单体校形工装，通过单体校形工装对单体叶片的尺寸超差进行校正，校正后再保温设定时间，在校正保温过程中，通过应力传感器实时检测校形应力；
14、步骤十二：当校形应力减小到设定值后，逐渐降低脉冲电流值，直至脉冲电流值归零，之后关闭直流脉冲电源；
15、步骤十三：当焊接接头部位的温度降低到设定值后，真空环境装置内恢复常压环境，关闭冷却装置，依次拆下电极和单体校形工装，单体叶片的尺寸超差校正结束。
16、当整体叶盘上的尺寸超差单体叶片数量超过两个时，在首个单体叶片完成尺寸超差校正后，无需将整体叶盘移出真空环境装置，只需重复步骤五至步骤十三，直至完成其余单体叶片的尺寸超差校正工作。
17、所述缩颈过渡段的尺寸根据整体叶盘的单体叶片与盘体的母材电热关系及导热性能确定。
18、所述冷却装置接入电极和单体校形工装的形式为内嵌式或贴合式，冷却装置的冷却介质为水冷介质或气冷介质。
19、所述测温装置为接触式热电偶或非接触式红外测温仪，当测温装置采用接触式热电偶时，需要在单体校形工装安装完成后单独安装到焊接接头部位。
20、所述单体叶片与盘体的母材为同质合金或异质合金，在局部校形时，校正保温的温度范围为600℃～1200℃，校正保温的时间范围为15min～300min。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术的整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，利用电流通过金属产生的焦耳热效应以及电致塑性效应，实现焊接接头温度的快速升高，突破校形温度受叶片及盘体母材热处理温度的限制，具备对任一特定超差叶片进行定向校正的能力，大幅度提升校形效率；通过在焊接接头的焊缝部位加工缩颈过渡段，用以提升焊接接头部位的电流密度，校形温度场更为集中，通过对电极和单体校形工装的冷却，避免局部校形高温影响到叶片及盘体部位的性能，实现任一特定超差叶片的高精度校形。
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1.一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于：当整体叶盘上的尺寸超差单体叶片数量超过两个时，在首个单体叶片完成尺寸超差校正后，无需将整体叶盘移出真空环境装置，只需重复步骤五至步骤十三，直至完成其余单体叶片的尺寸超差校正工作。
3.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于：所述缩颈过渡段的尺寸根据整体叶盘的单体叶片与盘体的母材电热关系及导热性能确定。
4.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于：所述冷却装置接入电极和单体校形工装的形式为内嵌式或贴合式，冷却装置的冷却介质为水冷介质或气冷介质。
5.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于：所述测温装置为接触式热电偶或非接触式红外测温仪，当测温装置采用接触式热电偶时，需要在单体校形工装安装完成后单独安装到焊接接头部位。
6.根据
...【技术特征摘要】
1.一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于：当整体叶盘上的尺寸超差单体叶片数量超过两个时，在首个单体叶片完成尺寸超差校正后，无需将整体叶盘移出真空环境装置，只需重复步骤五至步骤十三，直至完成其余单体叶片的尺寸超差校正工作。
3.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流辅助局部校形方法，其特征在于：所述缩颈过渡段的尺寸根据整体叶盘的单体叶片与盘体的母材电热关系及导热性能确定。
4.根据权利要求1所述的一种整体叶盘线性摩擦焊焊接接头电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘青，帅焱林，刘峻宇，赵强，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：
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