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“太行”焊接工艺率先由人工氩弧改为电子束 |
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| http://cn.newmaker.com
12/31/2006 2:17:00 PM
佳工机电网
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“太行”航空发动机涡轮后机匣是重要的承力部件，由钣金件与锻件拼焊而成。几十条焊缝相互交错，结构异常复杂，而且零件外廓尺寸和形位公差要求非常高。以前一航黎明一直采用手工氩弧焊工艺焊接，焊后存在两大问题：一是零件变形严重，无法满足各项技术条件要求；二是由于焊缝多，焊后应力很大，在焊缝交叉处极易产生裂纹，造成焊接质量不稳定，影响发动机
工作的安全性和可靠性。这两点导致这个机匣组件很难合格交付，成为制约“太行”航空发动机生产的“瓶颈”。
为了排除这个大障碍，2004年3月一航黎明成立了涡轮后机匣电子束焊接攻关小组，决定用电子束焊接工艺代替氩弧焊焊接工艺。真空电子束焊能量集中、质量高、人为因素影响小，能够提高焊接质量和尺寸精度，减小零件变形。涡轮后机匣属于大型薄壁件，由铸件、锻件、板材和钣金件组成，焊缝轨迹复杂，装配质量难以保证真空电子束焊接的要求，而且在国内没有采用真空电子束焊工艺的先例，没有相关技术资料可以参考，因此从工艺路线确立、材料焊接性试验、焊接参数优化、编制程序以及工装研制和装配，都需要一步一步地摸索，一项一项地攻克。
采用电子束焊接工艺，首先需要突破的是“黑线”问题。“黑线”是GH4169和K4169类高温合金材料在电子束焊接过程中产生的晶界析出物，是影响焊缝质量的一大隐患；特别是在高温环境下，严重影响零件使用性能。为科学判定“黑线”产生的原因，以便采取有效措施，攻关组组长刘成来带领团队成员从调整焊接参数入手，进行了大量有针对性地试验。遇到问题，他们一起商量，查找资料，反复论证。在设计部门，人们时常会看到他们悉心探讨、相互切磋的身影；在生产现场，映入人们眼帘的是他们向工人师傅请教，研究零件加工方法的场景。功夫不负有心人，经历一年努力，他们终于摸索出了最佳焊接工艺参数，消除了“黑线”现象，成功地迈出了关键的第一步。
2005年3月，“太行”发动机进入最后攻坚阶段。为了确保研制节点，一航黎明决定加快试验步伐，要求用两个月时间完成首台机匣焊接任务。工艺路线选择成为一大关键，因为一个试验件就超过20万元，如果工艺线路不佳，不但影响攻关进程，而且还会增加很大的成本。经过缜密分析与论证，最后攻关组决定先进行环形部分拼焊，再整体与安装边焊接，以此保证零件的轮廓精度和尺寸精度。
工艺路线确定后，工装设计和程序编制又成为两个急需解决的重要难题。为了保证进度，攻关组决定双管齐下——由从事焊接技术工作多年，经验丰富的高级工程师戴慧风负责工装设计；由年轻的技术专家刘成来负责编制焊接程序。
由于生产任务很忙，而且一航黎明仅有一台电子束焊接设备，攻关组成员既要攻关，又要兼顾生产，因此他们的日程安排里几乎没有节假日和休息日。年逾六旬患有高血压的戴慧风每次上下楼都气喘吁吁，但是为了使工装设计得更合理，他每天都数次往返于攻关现场和六楼办公室。2005年3月的一天，刘成来的女儿出生了；但此时正值攻坚关键时刻，现场根本离不开他。他只有带着深深的歉意对妻子说：“等课题结束了，我好好陪陪你和宝贝女儿。”攻关组成员裴彤和李英的爱人都不在身边，孩子又很小，但是她们从没有因此耽误过工作，与大家一起加班加点，共克难关。
在攻关过程中，公司项目经理陈明春、李保歧等领导多次亲临现场，靠前指挥，解决攻关中遇到的实际困难。焊接室主任曲伸和钣焊室主任张炳海将这个课题作为重点项目，多次与课题组一起讨论，并在人力和物力上全力支持。技术中心钣焊室还对涡轮后机匣组件装配、焊接工艺路线编排提出了很多宝贵意见和建议，加速了攻关进程。在夹具制造过程中，工具厂通力配合，以最快速度，高质量地加工出夹具。
2005年5月，经过一年多努力奋斗，攻关组成功完成了首台“太行”航空发动机涡轮后机匣电子束焊接工作。经检测，涡轮后机匣近5米长的焊缝几乎没有缺陷，而且变形小，轮廓度好，完全达到了技术指标要求。在2005年5月9日评审过程中，有关专家一致称赞：“太行”航空发动机涡轮后机匣电子束焊接，无论是工艺安排还是零件交付质量都无可挑剔。
攻克“太行”航空发动机涡轮后机匣的电子束焊接难关，一航黎明不仅解决了生产“瓶颈”问题，还填补了此项技术的国内空白。
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