【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接，尤其涉及一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，特别是涉及整体叶盘的固相焊接，用于航空发动机整体叶盘类零件的制造。
技术介绍
1、扩散焊和摩擦焊均属于固相连接方法，固相连接方法在焊接过程中不需要添加焊剂，焊接接头由待焊金属直接连接成形。扩散焊接原理在于焊缝截面金属在高温和压力的作用下，界面金属原子的发生相互扩散，焊接界面形成共生晶粒，最终使金属连接成整体。摩擦焊接原理在于焊缝截面金属在摩擦力的作用下达到塑性状态，焊缝截面金属发生再结晶，最终使金属连接成整体。该两种技术均可以用于航空发动机零件的制造，扩散焊主要用于支板等固定件的连接，摩擦焊主要用于转动件的连接。目前，针对单一的焊接技术已经发展的十分成熟：
2、中国专利(公开号：cn101367156a，公开日：2009年02月18日)公开了一种线性摩擦焊接方法，包括下述步骤：设定两焊件的振幅为恒振幅，振动频率在摩擦初期由较低频率递增到一个较高频率；然后是恒频率、恒振幅摩擦阶段，此时振动频率、振幅恒定；在摩擦最后阶段，振幅逐渐减小，当振幅逐渐降至0使两焊件回位对中时，施加顶锻压力完成焊接；整个焊接过程中，摩擦压力恒定。由于在摩擦初始阶段的较大振幅、较低频率可以对摩擦界面进行有效的机械清理和预热；摩擦中后期，振幅逐渐减小使接头的高温区间较宽且较均匀，变形金属可得到充分的回复与再结晶，消除了焊接接头的残余应力，提高了接头的质量。
3、中国专利(公开号：cn104551380a，公开日：2015年04月29日)cn201410811818.1提供了
4、中国专利(公开号：cn203509338u，公开日：2014年04月02日)公开了一种新型涉及焊接技术，具体涉及摩擦焊。红外预热摩擦焊用施焊系统，包括箱体，箱体内设有摩擦焊焊具，还包括一加热板，加热板上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝；加热板与箱体活动连接。加热板通过一转动机构连接在箱体上。箱体上设有可开启的门，摩擦焊焊具设置在门内侧。门上设有玻璃视窗以便于观察工作状态。转动机构连接一动力机构，并受动力机构驱动，动力机构连接一控制系统。进而控制加热板的动作状况。加设电热丝后，通过电热丝能够对焊件进行加热，将电热丝产生的热和摩擦产生的热有机组合，使焊件接触端面快速达到或接近熔融状态，解决了单靠摩擦产生的热进行焊接存在杂质、冷渣、焊接速度慢、成型效果差的问题。
5、而随着航空技术的发展，合理的减轻重量是发动机的发展趋势，而材质和结构同样都是作为减重的两大关键点，钛合金材质的空心结构的叶片能够有效的达到减重的目的。然后对于空心叶片结构的整体叶盘的制造，其空心叶片与盘体的连接无法通过上述任何一个单一的扩散焊接或线性摩擦焊接实现。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，解决了包括扩散焊和摩擦焊接在内的传统单一固相焊接方法无法完成空心风扇叶片整体叶盘的叶片和盘体的连接难题，使整体叶盘类零件结构轻量化，提高了整体叶盘零件的比强度和比刚度。
2、一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，具体包括以下步骤：
3、步骤1：首先将两片待连接的钛合金试片即钛合金试片i和钛合金试片ii的焊接面加工为平面，然后将两片钛合金试片放入扩散焊炉中，完成扩散焊接头的制备；
4、步骤2：将步骤1制备完成的扩散焊接头加工至模拟件尺寸，在线性摩擦焊设备上与钛合金试块完成线性摩擦焊接，完成扩散焊-摩擦焊接头的制备；
5、步骤3：根据设计图将复合固相焊接试块加工成复合固相工艺试验件。
6、所述钛合金试片i和钛合金试片ii为空心的片状结构钛合金，所述钛合金试块为实心钛合金材质块体。
7、所述步骤1中的平面度达到0.02mm。
8、所述步骤1中扩散焊接头的制备中，扩散焊炉升温至800℃-900℃，施加2mpa-5mpa压力，保温2-3小时后出炉。
9、所述步骤2中线性摩擦焊接的焊接参数为：压力60mpa-100mpa，频率30hz-60hz，振幅2mm-3mm。
10、所述步骤2中将扩散焊接头加工至模拟件尺寸的具体方法为：
11、首先以扩散焊缝所在面为对称面，在扩散焊接头两侧均匀去除材料；将该扩散焊接头上与扩散焊缝垂直的面作为线性摩擦焊的焊接面，当线性摩擦焊的焊接面长度和宽度与钛合金试块相同时停止加工，使扩散焊接头的焊接面与钛合金试块的焊接面尺寸相同。
12、步骤2中的线性摩擦焊缝与步骤1的扩散焊缝呈t型布置。
13、所述步骤3复合固相工艺试验件分为振动部分和夹持部分两部分，钛合金试片i和钛合金试片ii为振动部分，钛合金试块为固定部分；首先以线性摩擦焊缝为界线，完成夹持部分的加工，加工尺寸范围：高度55mm-57mm，宽度49.9mm-50.1mm，厚度4.5mm-5.5mm；然后以扩散焊缝为中心面，完成振动部分的加工，加工尺寸范围：高度69mm-71mm，宽度29mm-31mm，厚度25mm-27mm；夹持部分和振动部分之间以圆弧过渡。
14、本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术提供的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，能够实现对于扩散焊与线性摩擦复合焊接的空心叶片整体叶盘的有效疲劳测试模拟，验证了扩散焊与线性摩擦复合焊接方案的可行性，零件制造重复精度高，解决了传统单一固相焊接方法无法完成的空心叶片整体叶盘的制造难题，大幅提高整体叶盘类零件的制造精度，提高整体叶盘类零件的生产效率和制造合格率，能够满足产品的研制和生产需要具有广泛的应用前景。
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1.一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述钛合金试片I和钛合金试片II为空心的片状结构钛合金，所述钛合金试块为实心钛合金材质块体。
3.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的平面度达到0.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤1中扩散焊接头的制备中，扩散焊炉升温至800℃-900℃，施加2MPa-5MPa压力，保温2-3小时后出炉。
5.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤2中线性摩擦焊接的焊接参数为：压力60MPa-100MPa，频率30Hz-60Hz，振幅2mm-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤2中将扩散焊接头加工至模拟件尺寸的具体方法为：
7.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在
8.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤3复合固相工艺试验件分为振动部分和夹持部分两部分，钛合金试片I和钛合金试片II为振动部分，钛合金试块为固定部分；首先以线性摩擦焊缝为界线，完成夹持部分的加工，加工尺寸范围：高度55mm-57mm，宽度49.9mm-50.1mm，厚度4.5mm-5.5mm；然后以扩散焊缝为中心面，完成振动部分的加工，加工尺寸范围：高度69mm-71mm，宽度29mm-31mm，厚度25mm-27mm；夹持部分和振动部分之间以圆弧过渡。
...【技术特征摘要】
1.一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述钛合金试片i和钛合金试片ii为空心的片状结构钛合金，所述钛合金试块为实心钛合金材质块体。
3.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的平面度达到0.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤1中扩散焊接头的制备中，扩散焊炉升温至800℃-900℃，施加2mpa-5mpa压力，保温2-3小时后出炉。
5.根据权利要求1所述的一种复合固相焊工艺试验件的制备方法，其特征在于：所述步骤2中线性摩擦焊接的焊接参数为：压力60mpa-100mpa，频率30hz-60hz，振幅2mm-3mm。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳涛，帅焱林，赵强，公维勇，付强，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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