RU2574566C1 - Способ линейной сварки трением - Google Patents
Способ линейной сварки трением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574566C1 RU2574566C1 RU2014138856/02A RU2014138856A RU2574566C1 RU 2574566 C1 RU2574566 C1 RU 2574566C1 RU 2014138856/02 A RU2014138856/02 A RU 2014138856/02A RU 2014138856 A RU2014138856 A RU 2014138856A RU 2574566 C1 RU2574566 C1 RU 2574566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- determined
- blade
- disk
- layer
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 8
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 210000002832 Shoulder Anatomy 0.000 abstract 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение может быть использовано при сварке блисков. На диске и лопатке формируют выступы с поверхностями контакта при сварке трением с необходимым технологическим припуском Р на периферии свариваемых деталей. Приводят лопатку в линейное колебание относительно диска в заданном направлении при одновременном приложении сварочного усилия. Величину Р предварительно определяют путем сварки заготовки лопатки с имитатором диска, имеющих на выступах предварительно заданные технологические припуски. Затем механической обработкой удаляют сварочный грат и проводят послойное удаление металла по образующей сварного шва на толщину S. После удаления каждого слоя металла определяют методом капиллярной дефектоскопии наличие дефектов и выявляют глубину нахождения бездефектной области сварного шва L=S×N, где S - толщина одного удаленного слоя и N - количество удаленных слоев. Величину Р необходимого технологического припуска на выступах деталей определяют равной L. Способ позволяет обеспечить отсутствие дефектов в окончательно обработанном сечении сварного соединения, полученного линейной сваркой трением, при минимальной величине технологического припуска по периферии выступа. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано для назначения технологических припусков при сварке блисков методом линейной сварки трением.
Известен способ линейной сварки трением, при котором определяют форму поверхности выступа лопатки, которая в осевом направлении и вдоль окружности определяется согласно пересечению внешней границы лопатки с сужающейся периферией блиска, а в третьем направлении - траекторией прямой линии, параллельной определенному направлению сварочного колебания (патент US 6095402, МПК B23K 20/12, опубл. 01.08.2000).
Недостатком известного способа является то, что определяют форму выступа без установления величины припуска по его периферии на послесварочную механическую обработку, обеспечивающего получение бездефектного соединения.
Наиболее близким к заявленному является способ изготовления блисков линейной сваркой трением, включающий формирование на диске и лопатке выступов с поверхностями контакта при сварке трением, имеющих на периферии необходимый технологический припуск, приведение лопатки в линейное колебание относительно диска в заданном направлении при одновременном приложении сварочного усилия и удаление сварочного грата (RU 2496987, МПК B23K 20/12, F01D 5/30, опубл. 27.10.2013 г).
Задача изобретения - обеспечение отсутствия дефектов в окончательно обработанном сечении сварного соединения, полученного линейной сваркой трением, при минимальной величине технологического припуска по периферии выступа.
Технический результат - уменьшение сварочных усилий, остаточных напряжений от зажатия деталей, минимизация послесварочной механической обработки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом изготовления блисков линейной сваркой трением, включающим формирование на диске и лопатке выступов с поверхностями контакта при сварке трением, имеющих на периферии необходимый технологический припуск, приведение лопатки в линейное колебание относительно диска в заданном направлении при одновременном приложении сварочного усилия и удаление сварочного грата. В отличие от прототипа величину необходимого технологического припуска Р на периферии выступов свариваемых деталей определяют путем сварки заготовки лопатки с имитатором диска, имеющих на выступах предварительно заданные технологические припуски, после которой механической обработкой удаляют сварочный грат и проводят послойное удаление металла по образующей сварного шва на толщину S, при этом после удаления каждого слоя металла определяют методом капиллярной дефектоскопии наличие дефектов и выявляют глубину нахождения бездефектной области сварного шва L=S×N, где S - толщина одного удаленного слоя и N - количество удаленных слоев, при этом величину Р необходимого технологического припуска на выступах деталей определяют равной L.
Технический результат достигается благодаря следующему.
Известно, что при линейной сварке трением на поверхности свариваемого сечения по всему его периметру имеют место неполное сплавление и дефекты типа окислов. При этом глубина залегания таких дефектов отличается у свариваемых деталей разной формы сечения и материала, а также от параметров режима сварки. Для исключения таких дефектов в окончательно обработанном изделии предназначен технологический припуск, накладываемый по периферии выступов свариваемых деталей. При этом он должен быть достаточной величины. При послесварочной механической обработке вместе с технологическим припуском удаляются вышеуказанные дефекты и получается бездефектное соединение. Однако большая величина припуска увеличивает сварочное сечение. Поэтому для обеспечения требуемой величины давления в сварочном стыке необходимо увеличение сварочного усилия и, соответственно, усилия зажатия деталей в оснастке. Это, в свою очередь, ведет к увеличению остаточных напряжений в сваренном изделии. Также с ростом сечения сварки возрастает объем послесварочной механической обработки. Поэтому важной задачей является назначение минимальной величины сварочного технологического припуска, не допускающего попадания дефектов в окончательно обработанном сварном соединении. В заявляемом способе решается эта задача.
Сущность изобретения пояснена чертежом, где проиллюстрирован заявляемый способ линейной сварки трением.
На чертеже представлено сварное соединение лопатки с имитатором секции 6 диска, полученное линейной сваркой трением. На схеме обозначено: 1 - заготовка лопатки; 2 - имитатор диска; 3 - сварочный грат; 4, 5 - выступы под сварку соответственно на заготовке лопатки и на имитаторе секции блиска; 6 - поперечное сечение выступа; 7 - поперечное сечение выступа с наложенным предварительным припуском K; 8 - слои металла, удаляемые вдоль образующей выступа; 9 - бездефектное сечение; S - толщина удаляемого слоя; L - глубина залегания бездефектного слоя.
Способ осуществляют следующим образом.
При проектировании заготовок свариваемых деталей на выступы свариваемых деталей накладывают предварительный припуск K. Его величина устанавливается на основании опыта сварки других деталей. Обычно она составляет от долей до нескольких миллиметров на сторону вдоль всего сечения.
После сварки удаляют грат 3 и на получившейся поверхности методом каппиллярной дефектоскопии оценивают наличие дефектов типа неполного сплавления и окислов. После чего проводят удаление слоя металла определенной небольшой толщины S (доли миллиметра) вдоль образующей выступа и повторяют капиллярный контроль. Если при этом были обнаружены дефекты, то снимается еще один слой металла и вновь проводится люминесцентный контроль. Операции повторяются до нахождения бездефектной поверхности.
После этого по количеству удаленных слоев металла определяют глубину нахождения бездефектной области сварного шва по соотношению L=S×N, где S - толщина одного слоя, а N - количество удаленных слоев, и назначают окончательный технологический припуск Р, равный L вдоль всей образующей выступа.
Далее вносят изменения в конструкцию заготовок свариваемых деталей: лопаток и дисков, накладывая на их выступы окончательный технологический припуск вдоль их образующих. Заготовки свариваются, после чего с них удаляют грат и весь технологический припуск. Получившаяся поверхность подвергается капиллярной дефектоскопии. При отсутствии дефектов величина технологического припуска окончательно утверждается. При наличии же дефектов величину припуска уточняют вновь по вышеописанному способу.
Пример конкретной реализации способа.
Сваривались заготовка лопатки 1 и имитатор диска 2. При их проектировании вдоль образующей выступа был заложен предварительный припуск 2,0 мм. Была произведена сварка с осадкой 2 мм. Оценка глубины залегания дефектов производилась на нескольких образцах методом послойного снятия металла с шагом 0,5 мм с последующим проведением люминесцентного контроля (чувствительность порядка 0,1 мкм). Глубина залегания бездефектной области составила 1.5 мм. В соответствии с этим был назначен окончательный технологический припуск, равный 1.5 мм.
Далее спроектированные и изготовленные заготовки лопатки и диска с окончательным технологическим припуском сваривались с осадкой 2 мм. После чего производилось удаление сварочного грата и всего технологического припуска (1,5 мм вдоль образующей выступа). Люминесцентный контроль получившейся после механической обработки поверхности не выявил дефектов сварного шва.
Таким образом, заявляемый способ позволяет обеспечить отсутствие дефектов в окончательно обработанном сечении сварного соединения, полученного линейной сваркой трением, при минимальной величине технологического припуска по периферии выступа.
Claims (1)
- Способ изготовления блисков линейной сваркой трением, включающий формирование на диске и лопатке выступов с поверхностями контакта при сварке трением, имеющих на периферии необходимый технологический припуск, приведение лопатки в линейное колебание относительно диска в заданном направлении при одновременном приложении сварочного усилия и удаление сварочного грата, отличающийся тем, что величину необходимого технологического припуска Р на периферии выступов свариваемых деталей определяют путем сварки заготовки лопатки с имитатором диска, имеющих на выступах предварительно заданные технологические припуски, после которой механической обработкой удаляют сварочный грат и проводят послойное удаление металла по образующей сварного шва на толщину S, при этом после удаления каждого слоя металла определяют методом капиллярной дефектоскопии наличие дефектов и выявляют глубину нахождения бездефектной области сварного шва L=S×N, где S - толщина одного удаленного слоя и N - количество удаленных слоев, при этом величину Р необходимого технологического припуска на выступах деталей определяют равной L.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574566C1 true RU2574566C1 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117182288A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种整体叶盘钛合金线性摩擦焊的焊接接头形状设计方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6095402A (en) * | 1997-06-25 | 2000-08-01 | Rolls Royce Plc | Method for the manufacture or repair of a blisk by linear friction welding |
EP2409807A2 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-25 | Rolls-Royce plc | Linear friction welding of an aerofoil blisk |
RU2496989C1 (ru) * | 2012-07-16 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ линейной сварки трением лопаток с диском для получения блиска |
RU2496987C1 (ru) * | 2012-07-16 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ изготовления моноблочного лопаточного диска |
RU2528543C2 (ru) * | 2011-06-17 | 2014-09-20 | Текспейс Аеро С.А. | Способ приваривания лопаток к барабану осевого компрессора сваркой трением и соответствующее устройство |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6095402A (en) * | 1997-06-25 | 2000-08-01 | Rolls Royce Plc | Method for the manufacture or repair of a blisk by linear friction welding |
EP2409807A2 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-25 | Rolls-Royce plc | Linear friction welding of an aerofoil blisk |
RU2528543C2 (ru) * | 2011-06-17 | 2014-09-20 | Текспейс Аеро С.А. | Способ приваривания лопаток к барабану осевого компрессора сваркой трением и соответствующее устройство |
RU2496989C1 (ru) * | 2012-07-16 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ линейной сварки трением лопаток с диском для получения блиска |
RU2496987C1 (ru) * | 2012-07-16 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ изготовления моноблочного лопаточного диска |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117182288A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种整体叶盘钛合金线性摩擦焊的焊接接头形状设计方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20190291345A1 (en) | Sensor fusion for powder bed manufacturing process control | |
Kubit et al. | Analysis of the mechanical properties and of micrographs of refill friction stir spot welded 7075-T6 aluminium sheets | |
Silva et al. | Single point incremental forming of tailored blanks produced by friction stir welding | |
Shultz et al. | Effect of compliance and travel angle on friction stir welding with gaps | |
CN107102061A (zh) | 金属材料高能束增减材‑在线激光超声检测复合加工方法 | |
US2615236A (en) | Blade edge welding technique | |
CN106715007A (zh) | 用于增材制造期间逐层移除缺陷的方法 | |
KR101850968B1 (ko) | 용접 비드 검사 장치 | |
EP3040587B1 (en) | Method for manufacturing piston rod | |
KR20190112827A (ko) | 셀프 피어싱 리벳의 제조 방법 | |
CN106514029B (zh) | 长管端部堆焊的方法 | |
RU2574566C1 (ru) | Способ линейной сварки трением | |
CN104400182A (zh) | 管道环焊缝人工缺陷的制作方法 | |
KR101830037B1 (ko) | 마찰 교반 접합용 툴, 마찰 교반 접합 장치, 및 마찰 교반 접합 방법 | |
Trimble et al. | Friction Stir Welding of AA2024-T3 plate–the influence of different pin types | |
JP2007021530A (ja) | 鋳鋼品の溶接補修方法及び溶接補修部を有する鋳鋼品 | |
CN105510990B (zh) | 一种检验焊接锁底是否完全去除的方法 | |
JP6718326B2 (ja) | 管台の溶接方法、管台の検査方法及び管台の製造方法 | |
WO2005078428A1 (ja) | キズ検査用基準ゲージの製造方法 | |
US20200398360A1 (en) | System and method for forming a weld along a length | |
CN109664024B (zh) | 修复母材表面或内部缺陷的激光焊接方法 | |
RU2247639C1 (ru) | Способ сварки трением стыковых соединений из алюминиевых сплавов | |
RU2415741C1 (ru) | Способ изготовления высокопрочных штампосварных доньев | |
Rajashekar et al. | Digital image processing of friction stir weld bead surface using profiling and contouring for weld quality assessment | |
Lammers et al. | Guidelines for a post processing oriented design of additive manufactured parts for use in topology optimization |