發動機總管支架銷軸脫落原因分析

楊 健, 張 爽, 劉 磊, 鄭 媛

(西安航空發動機(集團)有限公司, 西安 710021)

質量控制與失效分析

發動機總管支架銷軸脫落原因分析

楊 健, 張 爽, 劉 磊, 鄭 媛

(西安航空發動機(集團)有限公司, 西安 710021)

某發動機總管支架銷軸在使用過程中出現脫落和裂紋。通過斷口的宏微觀分析、金相檢驗與結構分析等，對銷軸脫落和產生裂紋的原因進行了分析。結果表明：在發動機工作振動應力的作用下，銷軸與支架連接的焊點產生疲勞裂紋，進而引起總管支架銷軸脫落，脫落原因為支架組件的設計結構和連接工藝不合理、焊接強度低。

支架；銷軸；焊點；脫落；疲勞裂紋

發動機是航空器的心臟，其性能是保障航空器利用率和飛行安全的重要因素[1]。焊接結構作為一種連接各個部件有效又經濟的方式，廣泛應用于國內外航空航天、鐵道車輛、造船業、國防等領域。焊接技術是航空發動機制造中的關鍵技術之一，焊接結構件在噴氣發動機零部件總數所占比例已經超過50%，而焊接結構所發生的斷裂事故中，70%～90%是由疲勞失效引起的[2-5]。

某發動機經過一段時間運行后，在例行檢查時發現在發動機噴口隔屏存在一長約50 mm的銷子，經查該銷子為發動機總管支架上的銷軸。支架結構見圖1，銷軸采用焊接方式與支架連接，焊接方式為氬弧焊，焊后進行了消除應力熱處理，銷軸材料為GH605鈷基高溫合金，支架材料為GH625鎳基高溫合金。該銷軸脫落故障在外場已發生了4起，對使用數百小時的15臺返廠發動機總管支架均進行了檢查，發現有8臺發動機總管支架在焊接處存在不同程度的開裂。……