空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中供氣連接件的生產(chǎn)工藝路線探究
——供氣變角片的加工

劉兆明 劉兆亮

(1.哈爾濱市航科技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150001;2.哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150001)

空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中供氣連接件的生產(chǎn)工藝路線探究
——供氣變角片的加工

劉兆明1劉兆亮2

(1.哈爾濱市航科技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱 150001;2.哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150001)

在現(xiàn)代空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)中通過對襟翼吹氣的方式來增加飛行器升力的試驗(yàn)越來越多,飛行器模型的加工質(zhì)量和精度的要求也越來越多,針對XX飛機(jī)吹氣模型的生產(chǎn)過程對供氣變角片的生產(chǎn)工藝路線做如下探究。

供氣 焊接 氣密性 角度

1 供氣變角片介紹

供氣變角片是連接襟翼和機(jī)翼之間的連接結(jié)構(gòu)件，加工完成后需達(dá)到如下設(shè)計(jì)要求：(1)材料：Q235，氣密性：(2)壓力2.5MPa條件下持續(xù)5分鐘，(3)角度精度±3′，(4)型面精度±0.08mm，Ra0.8，(5)表面發(fā)黑。具體結(jié)構(gòu)如(圖1)所示。

圖1 三維結(jié)構(gòu)圖

2 工藝路線探究

2.1 第一階段研究

基于零件的設(shè)計(jì)要求，為控制試驗(yàn)過程中的流量穩(wěn)定并且達(dá)到設(shè)計(jì)要求就必須要保證內(nèi)部氣流通過區(qū)域的截面積，也就是內(nèi)部墻體部分要保證加工到理論尺寸；其次，零件的加工精度及安裝精度，角度是必須要保證的加工完成后精度在±3′以內(nèi)，并且安裝的重復(fù)性要好，型面精度達(dá)到Ra0.8。加工完成后要做保壓試驗(yàn)，在壓力2.5MPa條件下保壓30分鐘不泄壓。內(nèi)部腔體部分以現(xiàn)在擁有的加工手段無論是機(jī)械加工還是特種加工都很難直接加工，所必須要采取分體加工后焊接的方式進(jìn)行。

工藝路線的選擇，通過對工藝路線的討論選擇如下的工藝路線來進(jìn)行加工，其中以最常規(guī)的普通焊接和氬弧焊接兩種方式作為此次活動(dòng)的焊接手段，電焊：操作方便，使用靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。適用于各種鋼種，各種擺度，各種位置和各種結(jié)構(gòu)的焊接。特別是對不規(guī)則的焊縫，短焊穎，仰焊縫，高空和位置狹窄的焊縫，均能靈活運(yùn)用，操作自如。氬弧焊：電弧線性好，對中容易，易實(shí)現(xiàn)全位置焊接和自動(dòng)焊接；電弧熱量集中，熔池小，焊接速度快，熱影響區(qū)較窄，焊件變形小，抗裂能力強(qiáng)，焊縫質(zhì)量好。缺點(diǎn)是不宜在有風(fēng)的場地施焊，電弧光輻射較強(qiáng)。通過討論初步確定以下兩種路線可供選擇（圖2）：

圖2

(1)備料—銑—數(shù)控銑—焊接(電焊，”V”型焊道)—機(jī)加—保壓試驗(yàn)—數(shù)控銑—保壓試驗(yàn)—線切割—鉗工。

(2)備料—銑—數(shù)控銑—焊接(氬弧焊，”V”型焊道)—機(jī)加—保壓試驗(yàn)——數(shù)控銑——保壓試驗(yàn)——線切割——鉗工。

2.2 第二階段研究

在第一階段工作的基礎(chǔ)上我們能夠知道氬弧焊焊接的效果要比電焊焊接的產(chǎn)品清潔衛(wèi)生，最主要的是變形小，但是兩種焊接方式都沒達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過分析得出結(jié)論，第一階段研究的產(chǎn)品焊接坡口尺寸較小，導(dǎo)致焊接效果不好，達(dá)不到要求，但由于零件尺寸所限，沒有辦法在擴(kuò)大，所以在上述基礎(chǔ)上將V型焊口改成U型焊口，這樣就增加了焊道的空間，并且在焊接工作進(jìn)行中對氬弧焊焊接的方式做出調(diào)整，現(xiàn)用焊槍將焊縫處進(jìn)行熔焊，之后用氬弧焊焊條一次性將焊道滿焊。電焊的要求一次性不間斷滿焊。

(1)備料—銑—數(shù)控銑—焊接(電焊，”U”型焊道)—機(jī)加—保壓試驗(yàn)—數(shù)控銑—保壓試驗(yàn)—線切割—鉗工。

(2)備料—銑—數(shù)控銑—焊接(氬弧焊，”U”型焊道)—機(jī)加—保壓試驗(yàn)—數(shù)控銑—保壓試驗(yàn)—線切割—鉗工其中兩種焊道加工數(shù)模圖如圖3所示。

圖3

3 試驗(yàn)件生產(chǎn)

按四種加工路線分別投產(chǎn)5件做為試驗(yàn)件進(jìn)行生產(chǎn)，試驗(yàn)件制造完成后出現(xiàn)如下四種情況：

第一種工藝路線：5件產(chǎn)品中只有1件沒經(jīng)過補(bǔ)焊等工序滿足設(shè)計(jì)要求，其余的要么是焊接變形較大無法補(bǔ)救，還有就是補(bǔ)焊后不成功。將其中2件的焊道切開查看焊道情況，焊道填補(bǔ)不實(shí)，沙眼、虛焊的情況比較明顯。第二種工藝路線：焊后做保壓試驗(yàn)均滿足要求，但是在后續(xù)工序完成后又出現(xiàn)了泄壓的情況發(fā)生，還是有缺陷存在的。將其中2件焊道切開查看焊道情況，焊道填補(bǔ)的不夠充實(shí)，沙眼較少，焊道底部虛焊的情況明顯出現(xiàn)，不理想。第三種工藝路線：焊接效果與第一種相比要有提高，并且焊后保壓試驗(yàn)?zāi)軌驖M足要求，但是其中有兩件變形較大，無法彌補(bǔ)，后續(xù)工作無法進(jìn)行。將其中2件(一件變形大，一件變形小)的焊道切開查看焊道情況，焊道填補(bǔ)充實(shí)，基本沒有沙眼虛焊的情況出現(xiàn)，較為理想。第四種工藝路線：焊后做保壓試驗(yàn)均滿足要求，但是在后續(xù)工序完成后能夠滿足保壓試驗(yàn)的要求，并且將其中2件的焊道切開查看焊道情況，焊道填補(bǔ)充實(shí)，基本沒有沙眼虛焊的情況出現(xiàn)，非常理想。

4 結(jié)語

根據(jù)上述研究結(jié)果按第四種方案確定生產(chǎn)路線，對于尺寸小、精度要求高的、需要焊接的零件，在焊接方式選擇上易選擇氬弧焊接，在焊接坡口選擇U型坡口，焊接過程中先在坡口底部進(jìn)行熔焊，再將焊道能焊滿、去渣，做保壓試驗(yàn)。試驗(yàn)證明，此工藝路線加工路徑簡單、成本較低，無論從加工質(zhì)量還是費(fèi)用方面考慮都市較為理想的選擇。