本发明专利技术涉及航空发动机技术领域，并提供一种整体叶盘的焊接修补方法及修补装置，本发明专利技术的整体叶盘的焊接修补方法包括：将整体叶盘的受损叶片的损伤部沿着切除线切除；制作补片；制作上垫片和下垫片；使用所述上垫片和所述下垫片沿着所述切除线将所述受损叶片的剩余部与所述补片夹紧固定为完好的叶片；使用电子束对所述受损叶片的剩余部与所述补片焊接；将所述上垫片和所述下垫片切除；其中，所述补片、所述上垫片和所述下垫片的材料与所述受损叶片的剩余部的材料相同。利用焊接后将上垫片切除掉，避免叶片上表面出现焊缝咬边的缺陷；利用焊接后将下垫片切除掉，避免叶片内部出现钉尖与焊漏缺陷。与焊漏缺陷。与焊漏缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种整体叶盘的焊接修补方法及修补装置
[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体而言，涉及一种整体叶盘的焊接修补方法及修补装置。
技术介绍
[0002]科技的快速进步与国防需要推动着现代航空航天工业不断追求具有更高推重比的航空发动机，使用整体叶盘代替传统榫头榫槽式结构可以实现发动机整体减重与气动效率提高，已成为目前先进发动机普遍采用的结构优化设计方法。但是发动机整体叶盘长期在高压、腐蚀及冷热疲劳的条件下服役，叶片易产生磨损、裂纹、断裂等损伤，而更换新的整体叶盘成本较高，故需对航空发动机整体叶盘的损伤修复提出方案。
[0003]在诸多整体叶盘的叶片损伤修复方法中，往往采用电子束补片焊接修复。但是针对钛合金的整体叶盘而言，采用电子束补片焊接修复容易出现焊缝咬边，导致叶盘的叶片出现成形缺陷、焊缝底部钉尖缺陷与焊漏引起的焊缝下塌缺陷和其它诸多缺陷，致使补片焊接失去意义。另外，现有的整体叶盘的叶片损伤修复方法还存在补片装夹难度高，需要在补片中预留大面积装夹部位并在焊后切除，造成材料浪费。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在解决现有技术中的航空发动机的整体叶盘的叶片采用电子束补片焊接修复容易出现焊缝咬边的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种整体叶盘的焊接修补方法，用于航空发动机，包括：
[0006]将整体叶盘的受损叶片的损伤部沿着切除线切除，其中，切除线为直线；
[0007]制作补片，以使所述补片与所述受损叶片的剩余部适于沿着所述切除线拼接为完好的叶片；
[0008]制作上垫片和下垫片；
[0009]使用所述上垫片和所述下垫片沿着所述切除线将所述受损叶片的剩余部与所述补片夹紧固定为完好的叶片；
[0010]使用电子束对所述受损叶片的剩余部与所述补片焊接，其中，电子束穿透所述上垫片、所述受损叶片的剩余部与所述补片抵达所述下垫片内部；
[0011]将所述上垫片和所述下垫片切除；
[0012]其中，所述补片、所述上垫片和所述下垫片的材料与所述受损叶片的剩余部的材料相同。
[0013]可选地，所述制作上垫片和下垫片包括：
[0014]根据所述受损叶片的剩余部的一侧表面形状与所述补片的一侧表面形状制作所述上垫片的底面形状，以使所述切除线处的所述受损叶片的剩余部与所述补片同时与所述上垫片的底面贴合；
[0015]根据所述受损叶片的剩余部的另一侧表面形状与所述补片的另一侧表面形状制作所述下垫片的顶面形状，以使所述切除线处的所述受损叶片的剩余部与所述补片同时与所述下垫片的顶面贴合。
[0016]可选地，所述根据所述受损叶片的剩余部的一侧表面形状与所述补片的一侧表面形状制作所述上垫片的底面形状包括：
[0017]根据所述受损叶片的剩余部一侧表面与所述补片一侧表面的三维模型至少生成所述上垫片底面的三维模型；
[0018]根据所述上垫片底面的三维模型，使用数控机床加工出所述上垫片的底面形状；
[0019]或者，所述根据所述受损叶片的剩余部的另一侧表面形状与所述补片的另一侧表面形状制作所述下垫片的顶面形状包括：
[0020]根据所述受损叶片的剩余部另一侧表面与所述补片另一侧表面的三维模型至少生成所述下垫片顶面的三维模型；
[0021]根据所述下垫片顶面的三维模型，使用数控机床加工出所述下垫片的顶面形状。
[0022]可选地，所述使用电子束对所述受损叶片的剩余部与所述补片焊接包括：
[0023]在所述上垫片的顶面标记焊接轨迹线，所述焊接轨迹线竖直投影后与所述切除线重合；
[0024]使电子束竖直向下穿透所述焊接轨迹线处的所述上垫片、所述受损叶片的剩余部与所述补片抵达所述下垫片内部；
[0025]使电子束沿着所述焊接轨迹线移动。
[0026]可选地，所述使用所述上垫片和所述下垫片沿着所述切除线将所述受损叶片的剩余部与所述补片夹紧固定为完好的叶片之前还包括：
[0027]对所述受损叶片的剩余部、所述上垫片、所述下垫片、所述补片的外表面进行物理和/或化学清理。
[0028]可选地，所述将所述上垫片和所述下垫片切除之前还包括：
[0029]对所述补片、所述上垫片、所述下垫片、所述受损叶片的剩余部热处理。
[0030]另外，本专利技术还提供了一种焊接修补装置，用于所述的整体叶盘的焊接修补方法，包括：
[0031]上垫片，其底面的形状与切除线处的所述受损叶片的剩余部的一侧表面形状和所述补片的一侧表面形状相一致，所述上垫片的底面适于同时与所述受损叶片的剩余部和所述补片贴合；
[0032]下垫片，其顶面的形状与切除线处的所述受损叶片的剩余部的另一侧表面形状和所述补片的另一侧表面形状相一致，所述下垫片的顶面适于同时与所述受损叶片的剩余部和所述补片贴合；以及
[0033]夹紧机构，用于夹紧所述上垫片和所述下垫片。
[0034]可选地，所述上垫片和所述下垫片均为长方形板状结构，
[0035]所述上垫片的两端分别设置有第一凸起部，所述第一凸起部向下凸出于所述上垫片的底面，
[0036]所述下垫片的两端分别设置有第二凸起部，所述第二凸起部向上凸出于所述下垫片的顶面，
[0037]所述受损叶片的剩余部和所述补片置于两个所述第一凸起部和两个所述第二凸起部之间，所述第一凸起部和所述第二凸起部用于阻止所述受损叶片的剩余部和所述补片沿着所述切除线移动。
[0038]可选地，在一个所述第一凸起部的底面设置第一凸起结构，在另一个所述第二凸起部的底面设置第一凹陷结构；
[0039]在一个所述第二凸起部的顶面设置第二凹陷结构，在另一个所述第二凸起部的顶面设置第二凸起结构；
[0040]通过所述第一凸起结构置于所述第二凹陷结构，并且所述第二凸起结构置于所述第一凹陷结构，限制所述上垫片相对所述下垫片相对移动。
[0041]可选地，所述夹紧机构包括第一夹紧块、第二夹紧块和两个螺纹紧固件，所述第一夹紧块和所述第二夹紧块均开设有凹槽结构，所述上垫片和所述下垫片的两端分别置于所述第一夹紧块和所述第二夹紧块的凹槽中，相应的所述螺纹紧固件穿过所述第一夹紧块或所述第二夹紧块的所述凹槽结构顶住所述上垫片和所述下垫片。
[0042]与现有技术相比，本专利技术提供的所述整体叶盘的焊接修补方法及修补装置具有以下技术效果：
[0043]本专利技术中，通过使用上垫片和下垫片沿着所述切除线将所述受损叶片的剩余部与所述补片夹紧固定为完好的叶片，然后使用电子束穿透所述上垫片对所述受损叶片的剩余部与所述补片焊接，并且电子束还穿透所述受损叶片的剩余部和所述补片之后抵达所述下垫片内，最后将所述上垫片和所述下垫片切除。一方面，避免了电子束直接对补片和受损叶片的剩余部进行焊接；另一方面，利用焊接后将上垫片切除掉，从而避免了叶片上表面出现焊缝咬边的缺陷；再一方面，利用焊接后将下垫片切除掉，避免了叶片内部出现钉尖与焊漏缺陷。从而解决了采用电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种整体叶盘的焊接修补方法，用于航空发动机，其特征在于，包括：将整体叶盘的受损叶片的损伤部沿着切除线(120)切除，其中，切除线(120)为直线；制作补片(130)，以使所述补片(130)与所述受损叶片的剩余部适于沿着所述切除线(120)拼接为完好的叶片；制作上垫片(200)和下垫片(300)；使用所述上垫片(200)和所述下垫片(300)沿着所述切除线(120)将所述受损叶片的剩余部与所述补片(130)夹紧固定为完好的叶片；使用电子束(500)对所述受损叶片的剩余部与所述补片(130)焊接，其中，电子束(500)穿透所述上垫片(200)、所述受损叶片的剩余部与所述补片(130)抵达所述下垫片(300)内部；将所述上垫片(200)和所述下垫片(300)切除；其中，所述补片(130)、所述上垫片(200)和所述下垫片(300)的材料与所述受损叶片的剩余部的材料相同。2.根据权利要求1所述的整体叶盘的焊接修补方法，其特征在于，所述制作上垫片(200)和下垫片(300)包括：根据所述受损叶片的剩余部的一侧表面形状与所述补片(130)的一侧表面形状制作所述上垫片(200)的底面(210)形状，以使所述切除线(120)处的所述受损叶片的剩余部与所述补片(130)同时与所述上垫片(200)的底面(210)贴合；根据所述受损叶片的剩余部的另一侧表面形状与所述补片(130)的另一侧表面形状制作所述下垫片(300)的顶面(310)形状，以使所述切除线(120)处的所述受损叶片的剩余部与所述补片(130)同时与所述下垫片(300)的顶面(310)贴合。3.根据权利要求2所述的整体叶盘的焊接修补方法，其特征在于，所述根据所述受损叶片的剩余部的一侧表面形状与所述补片(130)的一侧表面形状制作所述上垫片(200)的底面(210)形状包括：根据所述受损叶片的剩余部一侧表面与所述补片(130)一侧表面的三维模型至少生成所述上垫片(200)底面的三维模型；根据所述上垫片(200)底面的三维模型，使用数控机床加工出所述上垫片(200)的底面(210)形状；或者，所述根据所述受损叶片的剩余部的另一侧表面形状与所述补片(130)的另一侧表面形状制作所述下垫片(300)的顶面(310)形状包括：根据所述受损叶片的剩余部另一侧表面与所述补片(130)另一侧表面的三维模型至少生成所述下垫片(300)顶面的三维模型；根据所述下垫片(300)顶面的三维模型，使用数控机床加工出所述下垫片(300)的顶面(310)形状。4.根据权利要求2所述的整体叶盘的焊接修补方法，其特征在于，所述使用电子束(500)对所述受损叶片的剩余部与所述补片(130)焊接包括：在所述上垫片(200)的顶面标记焊接轨迹线(250)，所述焊接轨迹线(250)竖直投影后与所述切除线(120)重合；使电子束(500)竖直向下穿透所述焊接轨迹线(250)处的所述上垫片(200)、所述受损
叶片的剩余部与所述补片(130)抵达所述下垫片(300)内部；使电子束(500)沿着所述焊接轨迹线(250)移动。5.根据权利要求1至4中任一项所述的整体叶盘的焊接修补方法，其特征在于，所述使用所述上垫片(200)和所述下垫...
【专利技术属性】
技术研发人员：张秉刚，王一帆，王厚勤，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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