燃燒室整流罩焊接工藝研究

胡彥彬 覃文

摘 要：航空發動機中燃燒室整流罩為成型鈑金焊接組合件，焊接過程中存在著鈑金件與鑄件之間厚度差大導致焊接變形大，鈑金件電阻點焊定位導致零件變形嚴重以及鈑金零件釬焊間隙難以控制，導致三百多條鈑金件之間的釬焊縫一次釬焊合格低等問題，針對這些問題，本文對燃燒室整流罩的焊接工藝中的氬弧焊焊接進行了研究，提出了相應的技術方案，并通過多次焊接工藝試驗，獲得了滿意的焊接效果。

關鍵詞：整流罩;成型鈑金;焊接;釬焊間隙

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.008

隨著航空技術的大力發展，航空發動機中焊接結構所占比例越來越多，壓氣機、機匣、燃燒室、高溫部件、渦輪導向器葉片和葉片組件等均為焊接結構。焊接技術已成為航空制造工程中的主導工藝之一[1]。燃燒室整流罩主要應用在波音747和767等飛機的CF6型發動機上。該零件鈑金件剛性差，焊接后易變形等問題，國內目前還沒有公司能完成類似零件的焊接[2-4]。針對這種情況，本文對燃燒室整流罩焊接工藝中的氬弧焊焊接進行了研究，摸索出控制焊接變形的工藝方法，采用該工藝方法，自2010年1月至2012年底已成功交付零件尺寸精度符合設計圖技術要求工件163件，應用情況良好，為公司創造了良好的經濟效益。

1 存在問題

燃燒室整流罩主要母材為鎳基合金AMS5536（47.5Ni-22Cr-1.5Co-9.0Mo-0.60W-18.5Fe），零件組合件如下圖1所示。

燃燒室整流罩是非常復雜的鈑金成型，結構復雜，焊接工藝較多，精度要求高，包括了氬弧焊、電阻點焊、真空釬焊等三類焊接工藝方法。該零件有20條鈑金件與鑄件間的氬弧焊縫，40條鈑金件之間的氬弧焊縫，在氬弧焊時存在著兩個主要的問題：（1）燃燒室整流罩的子零件方形進氣口的焊接，按照零件圖紙規定為兩條焊縫，焊縫位于側壁，而且側壁為釬焊配合面，焊后必須將焊縫打磨至與母材齊平，以滿足釬焊間隙不大于0.127mm的釬焊工藝要求。原有加工工藝對打磨操作人員的技術要求高，經過多次試驗零件的真空釬焊焊縫始終難以一次全部合格。（2）鑄件與鈑金件之間材料狀態不同，焊接難度大，同時鑄件與鈑金件之間厚度差大，不可避免的產生焊接變形。

2 工藝試驗

2.1 工藝改進

針對燃燒室整流罩的子零件方形進氣口的焊接，原有工藝方案為：

鈑金件成型→焊接→打磨焊縫→校形

此方案優點在于零件成型方便，缺點是零件有兩條焊縫，并且焊縫位于釬焊配合面。采用一次完成兩條焊縫的方案既要求將焊縫打磨至與母材齊平，又不能引起母材減薄。因此良品率較低。經過分析將工藝方案修改為如下方案：

焊接→打磨焊縫→鈑金件成型→校形

該方案將焊縫由兩條減少為一條，減少工作量的同時也降低了焊接變形，將焊縫的位置放在零件拐角處，巧妙地避開了釬焊配合面，降低了對打磨操作人員的技巧要求。大大提高了產品的合格率。

針對鑄件安裝座與內外壁之間焊接變形較大的問題，通過調整工裝、焊接順序及焊接參數，嚴格控制零件之間的錯邊量，在很大程度上控制了焊接變形;同時在內外壁組合焊接完成后進行熱處理，之后采用整體校形模具進行調整，調整后加工的零件狀態滿足了設計要求。

2.2 試驗結果

針對氬弧焊工藝的上述兩個技術難題，采取改進后的工藝進行了產品焊接，新工藝對于技術人員的技術要求顯著降低，產品合格率大大提高。對實際加工中的焊縫采用X射線和金相組織進行了檢測，檢測結果均符合客戶要求。

3 結論

由鈑金件與鑄件組成的燃燒室整流罩這類復雜鈑金成型焊接組合件，涉及兩千多條焊縫，存在鈑金件與鑄件之間厚度差大容易導致氬弧焊焊接變形大、鈑金零件釬焊間隙難以控制、零件焊接極易變形等一系列問題，其焊接工藝有別于普通零件的焊接。本文針對這些技術難題中的氬弧焊焊接工藝提出了調整焊縫位置、工裝、焊接順序及優化焊接參數等新的工藝方案，結合電阻點焊和真空釬焊工藝方法，實際加工零件X射線和金相組織檢測，檢測結果均滿足客戶質量要求。該工藝方案的改進，使燃燒室整流罩這類復雜零件加工質量穩定性及良品率均獲得了極大提高，創造了良好的公司效益。

參考文獻：

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[2]趙瑞，榮吉利，李躍軍等.整流罩母線形狀對脈動壓力環境的影響研究[J].兵工學報，2017，38（05）：1020-1026.

[3]王博哲，吳競峰，桑希軍等.基于Adams的某整流罩分離影響因素仿真分析[J].彈箭與制導學報，2013，33（02）：137-140.

[4]劉宇軒.導彈整流罩軸向分離仿真研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2017.