航空航天工業(yè)應(yīng)用

                      航空航天工業(yè)應(yīng)用

近年來(lái)隨著我國(guó)航空航天業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，越來(lái)越多的航空零部件采用了摩擦焊接方式進(jìn)行生產(chǎn)制造。現(xiàn)代高性能軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于零部件的質(zhì)量和性能指標(biāo)--推重比亦不斷提高。同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料及制造工藝均提出了更高的要求。

從70年代起，以美國(guó)GE公司為代表，在軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件(盤+盤、盤+軸)制造中，率先成功地采用了慣性摩擦焊接技術(shù)。CMF56航空發(fā)動(dòng)機(jī)的1-2級(jí)，4-9級(jí)，以及壓氣機(jī)軸;GE公司生產(chǎn)的TF39航空發(fā)動(dòng)機(jī)的16級(jí)壓氣機(jī)盤; F101航空發(fā)動(dòng)機(jī)的1-3級(jí)盤與鼓及前軸頸，5-9級(jí)盤與鼓及后軸頸等均采用了摩擦焊接工藝，有的還采用了粉末冶金-等溫鍛造-摩擦焊接組合工藝。美國(guó)TextronLycoming公司生產(chǎn)的新型大功率T55渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的前盤與前軸、后軸的連接都是采用盤+軸一體的摩擦焊接結(jié)構(gòu)。API(Udimet700、Astroloy)、In100和René95及In718之類的粉末高溫合金盤已成功地采用了慣性摩擦焊接，其焊接接頭性能可達(dá)到母材的水平。P&W公司將摩擦焊接列為80年代發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的五項(xiàng)重大焊接技術(shù)之一;法國(guó)海豚發(fā)動(dòng)機(jī)也將摩擦焊接推廣應(yīng)用于減速器錐形齒輪的焊接，德國(guó)MTU公司正在開(kāi)展高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子等大型部件的摩擦焊接技術(shù)研究。

國(guó)外一些先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司已將摩擦焊接作為焊接高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件的主導(dǎo)的、典型的和標(biāo)準(zhǔn)的工藝方法。普遍認(rèn)為摩擦焊是可靠、再現(xiàn)性好和可信賴的焊接技術(shù)。

在飛機(jī)制造中，摩擦焊接也展現(xiàn)了新的應(yīng)用前景。直升飛機(jī)旋翼主傳動(dòng)軸的NitralloyN合金齒輪與18%高鎳合金鋼管軸的焊接、雙金屬飛機(jī)鉚釘、飛機(jī)鉤頭螺栓等均采用了摩擦焊接，AISI4340超高強(qiáng)度鋼因其具有高的缺口敏感性和焊接脆化傾向，當(dāng)用來(lái)制造飛機(jī)起落架時(shí)，國(guó)外規(guī)定不允許采用熔化焊接方法施焊，已成功地進(jìn)行了4340管與4030鍛件起落架、拉桿的摩擦焊接，這表明摩擦焊接技術(shù)已滲透到了飛機(jī)重要承力構(gòu)件的焊接領(lǐng)域。

尤其發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片始終是最難加工的一個(gè)步驟。近年來(lái)線性摩擦焊接風(fēng)扇葉片已經(jīng)是制造企業(yè)的主流技術(shù)方法。用線性摩擦焊將葉片焊接在輪盤上，可節(jié)省大量葉片的連接件和結(jié)構(gòu)重量。它是先將葉片夾緊在輪緣的葉根上,并使輪盤周向以高速振動(dòng),在葉片和輪盤葉根界面產(chǎn)生一個(gè)窄的摩擦加熱區(qū)，當(dāng)加熱區(qū)的溫度達(dá)到要求的溫度時(shí)即停止振動(dòng),葉片與輪盤固定直至固結(jié)在一起。此法要比用實(shí)體毛坯加工法更經(jīng)濟(jì)。

　　某航天飛機(jī)三部發(fā)動(dòng)機(jī)上1800個(gè)高溫合金噴射器柱全部是由摩擦焊接方法焊接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的。