风扇一、二级静子叶片组件的电子束焊接工艺

　　焊前将接头及其两侧（15～20）mm范围内用不锈钢丝刷清理表面，再用丙酮擦拭，使焊接表面无油污、水份及其它附着物，清洗过的接头不许用手接触。工装夹具也要用丙酮仔细进行清理。为了减少焊接变形，先对每一条焊缝进行电子束焊定位，然后将焊接顺序设计为先焊接中间的那条焊缝，再焊接最外边的两条焊缝，最后焊接其它焊缝，按照这种焊接顺序，能够避免从一侧起焊顺序施焊造成最后一条焊缝间隙过大形成焊漏、烧穿、塌陷等焊接缺陷。
　　根据能量公式（Q=UI*60/VT≈3122J/mm），本次焊接输入能量高，且焊接速度慢，造成线输入能量大，金属熔化充分。焊接完成后，过高的焊接能量导致基体金属飞出，焊接飞溅物多；焊缝反面成型不好。高的输入能量也造成焊接变形偏大，通过数据曲线说明本次焊接变形趋势，进气边平均每条焊缝焊接变形在0.18mm左右，排气边平均每条焊缝焊接变形在0.22mm左右，焊接变形较大。
　　鉴于第一批次焊接线能量大，速度慢，焊接飞溅物多，焊缝成型不好且变形大的特点，为了保障焊接深度，本次基本保持焊接能量不变，适当增大了焊接速度。焊后目视检查焊缝正、背面成形良好。与第一批次比较能量基本未变，但焊接速度快，背面金属熔合不充分，在打磨掉背面余高后，在焊接区域的两边边缘处出现了咬边现象，一般深度在0.1mm～0.4mm左右。进气边平均每条焊缝焊接变形在0.11mm左右，排气边平均每条焊缝焊接变形在0.15mm左右，与第一台相比焊接变形减少很多。根据产生的咬边现象，如果将背面咬边打平，叶片就要减薄0.2mm～0.4mm，无法满足设计要求。为了改善这种状况，又尝试着新的工艺方法，增加工艺垫板。由于每个叶片都有一定的弧度，在叶片上直接预留锁底，在组合装配时，保证不了焊接间隙控制在0.1mm范围内，所以在焊缝背面增加了一个工艺垫板，由于考虑到后续打磨的工作量及可操作性，同时又能满足焊接要求，选用了2mm厚3mm宽的TC4板材作为垫板，采用氩弧焊将其定位焊，并保证3mm宽的垫板中心尽量对准焊缝中心，焊接间隙控制在0.1mm以内。
　　采用上述焊接参数焊接的零件，焊接完成后把锁底部位全部采用手工打磨的方法将其去掉，经过打磨焊缝外表面光洁，经过X光检查没有线性显示及任何超标缺陷，全部合格。进气边平均每条焊缝焊接变形在0.13mm左右，排气边平均每条焊缝焊接变形在0.15mm左右，焊缝成形质量明显改善。
　　3 结束语
　　文章针对风扇一、二级静子叶片组件开展了电子束焊接工艺试验研究，包括工装夹具精密定位、引弧块和熄弧块设计、氩弧焊及电子束焊的精密定位焊以及多个批次的电子束焊接工艺参数试验和成形性分析，通过引入了成形工艺垫板，在第三批次试验的电子束焊工艺参数试验中取得了良好的焊缝成形，保证了焊接质量、控制了焊接变形，成功实现了风扇一二级静子叶片组件的电子束焊接，满足了叶片组件工艺的研制需求[3]。
　　参考文献
　　[1]尹丽香，等.TC4钛合金电子束焊接接头高温性能与组织[J].焊接学报，2007.
　　[2]《中国航空材料手册》编辑委员会.中国航空材料手册（第二卷）[M].北京：中国标准出版社，2002.
　　[3]刘春飞，等.电子束焊接技术发展历史、现状和展望[J].航天制造技术，2003（2-5）.