空氣動力學試驗中供氣連接件的生產工藝路線探究
——供氣變角片的加工

劉兆明 劉兆亮

(1.哈爾濱市航科技術開發有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150001;2.哈爾濱理工大學 機械動力工程學院,黑龍江哈爾濱 150001)

空氣動力學試驗中供氣連接件的生產工藝路線探究
——供氣變角片的加工

劉兆明1劉兆亮2

(1.哈爾濱市航科技術開發有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150001;2.哈爾濱理工大學 機械動力工程學院,黑龍江哈爾濱 150001)

在現代空氣動力學試驗中通過對襟翼吹氣的方式來增加飛行器升力的試驗越來越多,飛行器模型的加工質量和精度的要求也越來越多,針對XX飛機吹氣模型的生產過程對供氣變角片的生產工藝路線做如下探究。

供氣 焊接 氣密性 角度

1 供氣變角片介紹

供氣變角片是連接襟翼和機翼之間的連接結構件，加工完成后需達到如下設計要求：(1)材料：Q235，氣密性：(2)壓力2.5MPa條件下持續5分鐘，(3)角度精度±3′，(4)型面精度±0.08mm，Ra0.8，(5)表面發黑。具體結構如(圖1)所示。

圖1 三維結構圖

2 工藝路線探究

2.1 第一階段研究

基于零件的設計要求，為控制試驗過程中的流量穩定并且達到設計要求就必須要保證內部氣流通過區域的截面積，也就是內部墻體部分要保證加工到理論尺寸；其次，零件的加工精度及安裝精度，角度是必須要保證的加工完成后精度在±3′以內，并且安裝的重復性要好，型面精度達到Ra0.8。加工完成后要做保壓試驗，在壓力2.5MPa條件下保壓30分鐘不泄壓。內部腔體部分以現在擁有的加工手段無論是機械加工還是特種加工都很難直接加工，所必須要采取分體加工后焊接的方式進行。

工藝路線的選擇，通過對工藝路線的討論選擇如下的工藝路線來進行加工，其中以最常規的普通焊接和氬弧焊接兩種方式作為此次活動的焊接手段，電焊：操作方便，使用靈活，適應性強。適用于各種鋼種，各種擺度，各種位置和各種結構的焊接。特別是對不規則的焊縫，短焊穎，仰焊縫，高空和位置狹窄的焊縫，均能靈活運用，操作自如。氬弧焊：電弧線性好，對中容易，易實現全位置焊接和自動焊接；電弧熱量集中，熔池小，焊接速度快，熱影響區較窄，焊件變形小，抗裂能力強，焊縫質量好。缺點是不宜在有風的場地施焊，電弧光輻射較強。通過討論初步確定以下兩種路線可供選擇（圖2）：

圖2

(1)備料—銑—數控銑—焊接(電焊，”V”型焊道)—機加—保壓試驗—數控銑—保壓試驗—線切割—鉗工。

(2)備料—銑—數控銑—焊接(氬弧焊，”V”型焊道)—機加—保壓試驗——數控銑——保壓試驗——線切割——鉗工。

2.2 第二階段研究

在第一階段工作的基礎上我們能夠知道氬弧焊焊接的效果要比電焊焊接的產品清潔衛生，最主要的是變形小，但是兩種焊接方式都沒達到設計要求，經過分析得出結論，第一階段研究的產品焊接坡口尺寸較小，導致焊接效果不好，達不到要求，但由于零件尺寸所限，沒有辦法在擴大，所以在上述基礎上將V型焊口改成U型焊口，這樣就增加了焊道的空間，并且在焊接工作進行中對氬弧焊焊接的方式做出調整，現用焊槍將焊縫處進行熔焊，之后用氬弧焊焊條一次性將焊道滿焊。電焊的要求一次性不間斷滿焊。

(1)備料—銑—數控銑—焊接(電焊，”U”型焊道)—機加—保壓試驗—數控銑—保壓試驗—線切割—鉗工。

(2)備料—銑—數控銑—焊接(氬弧焊，”U”型焊道)—機加—保壓試驗—數控銑—保壓試驗—線切割—鉗工其中兩種焊道加工數模圖如圖3所示。

圖3

3 試驗件生產

按四種加工路線分別投產5件做為試驗件進行生產，試驗件制造完成后出現如下四種情況：

第一種工藝路線：5件產品中只有1件沒經過補焊等工序滿足設計要求，其余的要么是焊接變形較大無法補救，還有就是補焊后不成功。將其中2件的焊道切開查看焊道情況，焊道填補不實，沙眼、虛焊的情況比較明顯。第二種工藝路線：焊后做保壓試驗均滿足要求，但是在后續工序完成后又出現了泄壓的情況發生，還是有缺陷存在的。將其中2件焊道切開查看焊道情況，焊道填補的不夠充實，沙眼較少，焊道底部虛焊的情況明顯出現，不理想。第三種工藝路線：焊接效果與第一種相比要有提高，并且焊后保壓試驗能夠滿足要求，但是其中有兩件變形較大，無法彌補，后續工作無法進行。將其中2件(一件變形大，一件變形小)的焊道切開查看焊道情況，焊道填補充實，基本沒有沙眼虛焊的情況出現，較為理想。第四種工藝路線：焊后做保壓試驗均滿足要求，但是在后續工序完成后能夠滿足保壓試驗的要求，并且將其中2件的焊道切開查看焊道情況，焊道填補充實，基本沒有沙眼虛焊的情況出現，非常理想。

4 結語

根據上述研究結果按第四種方案確定生產路線，對于尺寸小、精度要求高的、需要焊接的零件，在焊接方式選擇上易選擇氬弧焊接，在焊接坡口選擇U型坡口，焊接過程中先在坡口底部進行熔焊，再將焊道能焊滿、去渣，做保壓試驗。試驗證明，此工藝路線加工路徑簡單、成本較低，無論從加工質量還是費用方面考慮都市較為理想的選擇。