航空发动机修理第四章修理工艺

NUM:1NUM:1《航空发动机结构与原理》第四章修理工艺航空发现机是一种先进而复杂的综合装置，它集中了机械、电子、液压、化工、动力等许多领域的先进技术，所以无论是制造还是翻修，都要有先进的工艺、技术和手段。NUM:2NUM:2《航空发动机结构与原理》具体说来，发动机翻修，是采用先进技术和设备、使用新材料、新工艺，对发动机进行全面分解、洗涤、检查、修理，并进行必要的加改装，装配试车合格后封包出厂，从而达到：l、通过有效的工艺手段，排除机件故障，调整性能故障，修复原设计性能水平：2、停止故障的发生和发展，保证故障件工作寿命：3、预防故障，或延长机件的使用寿命；4、更换故障或延长机件的使用寿命。NUM:3NUM:3《航空发动机结构与原理》第一节钳工修理工艺一、基本钳工技术的应用1、锉修用锉削方法对机件故障部件进行修理。机件上的打伤、毛刺、小裂纹故障，常用锉修方法排除。对局部倒角，修园角、修孔边、修正螺纹等，也用锉修方法进行。修理时，根据去材多少，面积大小，修理形状来选用锉刀大小和锉刀形状，以及锉削手法等。NUM:4NUM:4《航空发动机结构与原理》2、打止裂孔如图4-1所示，在裂纹尖端，钻一小孔，消除尖端应力集中，防止裂纹继续发展的修理方法，叫打止裂孔。NUM:5NUM:5《航空发动机结构与原理》打止裂孔的方法很多：可用激光打孔：电火花打孔、钻孔等。孔的大小，一般不超过2-5毫米直径，以免破坏机件的整体性能或强度要求。根据实际情况确定孔的大小。孔的位置必须在裂纹的尖端，否则就不能起止裂的作用。NUM:6NUM:6《航空发动机结构与原理》3、打磨用砂轮、油石、砂布等工具，对机件进行微量切削，磨去故障，保证机件的形状和尺寸，提高修理表面粗糙度的修理方法。砂布是按磨料粒度大小来规格的。粒度越小，号数越大，打磨表面粗糙度越高打磨方法很多，可用固定不动的砂轮机打磨，可用大小规格不同的手提式砂轮机打磨，也可用电钻、风钻为动力，带转砂轮、油石、砂布进行打磨，还可手持油石、砂布进行打磨。NUM:7NUM:7《航空发动机结构与原理》4、提槽在不便于钻止裂孔或热应力较大的厚壁机件裂纹，就采用与打止裂孔性质相似的，分散裂纹尖端应力集中的一种方法，即挖除裂纹材料，尖端用光滑的园弧所替代、挖出成槽状空隙，这种修理方法叫提槽。NUM:8NUM:8《航空发动机结构与原理》5、矫正矫正，就是用外力的方法，使已变形的机件恢复原有形状的修理过程，也称为校正。机件长期在外力或热应力的作用下，或突加载荷的作用下，产生不能恢复原来形状的塑性变形，失去了原设计性能。必须进行矫正，才能恢复原设计技术要求NUM:9NUM:9《航空发动机结构与原理》校正又分冷校和热校两种方法：冷校，就是不对机件进行加温，用相应的工具，对变形的机件施以冲击力或静力，使机件恢复原状的修理过程。热校，就是对机件进行加温矫正，使机件恢复原状的修理过程。对机件加温就是提高材料的可塑性，在校正过程中，就不会产生断裂、裂纹等现象。NUM:10NUM:10《航空发动机结构与原理》6、刮修与研磨采用刮削加工的方法，修复机件型面加工的过程叫括修。主要修理结合面不平，影响密封。如机件结合面有压坑等。采用研磨加工的方法，修复机件型面的尺寸和表面粗糙度要求的修理过程叫研磨。主要修理要求较高的结合面，型面，安装座等。NUM:11NUM:11《航空发动机结构与原理》二、研磨修理研磨是通过研具用研磨粉（磨料）从机件表面磨去一层极薄的金属使机件具有精确的尺寸、准确的几何形状和很高的表面粗糙度。附件修理中常用以排除精密机件的极微故障，保证配合尺寸。精密件由于采用研磨，所以虽然只有几微米的间隙，也可以保证运动灵活，使燃油系统具有较准确的自动调节性能。另外，机件经过研磨，其耐磨性、抗腐性和疲劳强度也有所提高。NUM:12NUM:12《航空发动机结构与原理》由于研磨是手工操作，生产效率低、成本高。所以一般只在去料很少时才使用。研磨量一般不超过0.01毫米，一次研磨去金属的厚度一般不大于0.002毫米。当需要去料较多时，一般改用其它方法加工。NUM:13NUM:13《航空发动机结构与原理》三、抛光修理发动机的空气、燃气系统。气流速度大。为了尽量减小流体损失，提高发动机的工作效率，要求流动部分的机件粗糙度尽量高些。所以抛光在发动机修理上用得很普通。NUM:14NUM:14《航空发动机结构与原理》抛光最常用的方法，是磨具高速转动，而机件不作大的动作，目前使用方法有：l、砂轮式抛光机这种抛光设备很简单，在一个电机上，装两个毡轮、毡轮装在电机伸出的轴上，轴带有螺纹，螺旋方向为一左一右，以保证毡轮转向一致而自动紧固。毡轮上粘以金钢砂，其粒度根据机件粗糙度高低而定，并可在抛光时随时涂些研磨膏、抛光膏，提高表面粗糙度。发动机叶片都是用这种抛光机进行抛光的。工作人员手持叶片，将待抛型面与抛光粘轮工作面轻轻接触粘轮转动，手持叶片的均匀移动，达到抛修之目的。NUM:15NUM:15《航空发动机结构与原理》2、环带式抛光机由电机，带动一个大的环带转动，环带上涂研磨膏或用砂布带抛光。3、轮轴抛光机由电机，带动一根软轴转动，在软轴的头上带动砂布卷抛光，或沾汽油抛光。可抛比较复杂的型面，表面粗造度也比较高。但汽油与金刚砂同时飞溅，工作条件较差。4、用手电钻或风钻抛光用手电钻或风钻为动力，带转抛光粘轮，可以抛很复杂的型面。但表面粗糙度和工作效率较低。NUM:16NUM:16《航空发动机结构与原理》四、胶接修理胶接是利用胶粘剂在下述任一条件下获得具有足够强度接头的连接方法：①在一定温度下经一定时间固化；②加热后冷却凝固：⑨溶剂挥发形成胶膜。NUM:17NUM:17《航空发动机结构与原理》胶接与其他连接方法比较具有以下特点：①可连接各种金属和非金属②接头应力分布均匀，减少了薄板结构的焊、铆、螺栓连接而引起的应力集中和局部变形。③接头密封性好，可绝缘，耐腐蚀；④可修复破损、断裂零件；⑤工艺过程可机械化和自动化：⑥不适合高温部件，易老化。NUM:18NUM:18《航空发动机结构与原理》1、胶接工艺胶接施工场地应清洁，空气湿度≤70-75%，温度15-30℃工艺流程如下：①表面处理对金属表面进行清洗、除油、机械处理、化学处理等；对非金属表面一般只进行机械处理、溶剂清洗。②预装在胶粘前要预先装配检查一下，必要时划对中线，保证胶接表面接触良好。③胶粘剂准备按技术条件或产品使用说明书配制胶粘剂。调配室温固化的胶粘剂应考虑固化时间，在适用期内使用。多组份溶液型胶粘剂在使用前必须充分轻轻搅拌，以防空气掺入。NUM:19NUM:19《航空发动机结构与原理》④涂胶a液体胶，可用刷、喷、浸、注和漏胶方法涂匀。刷胶适合大面积：喷胶要通风：浸胶适合小结口：注胶适用于长条胶缝；漏胶用于机械化，效率高。⑤固化胶层固化控制温度、时间、压力三个参数。固化后缓冷，能减小内应力和变形，这对胶接薄件或热膨胀系数不同的零件更为重要。⑥机械加工胶接件固化后，可进行机械加工，但应控制切削力及切削温度NUM:20NUM:20《航空发动机结构与原理》NUM:21NUM:21《航空发动机结构与原理》第二节焊接工艺焊接是将两个或两上以上的零件，在外界某种能量的作用下，借助于各零件接触部位的原子或分子间的相互结合力连接成一个不可拆的整体的工艺过程。被焊接起来的两者可以是金属与金属、金属与非金属以及非金属与非金属。NUM:22NUM:22《航空发动机结构与原理》NUM:23NUM:23《航空发动机结构与原理》熔焊是将焊接部位的金属局部加热至熔化状态，加入或不加入熔融的填充金属而形成熔池，待熔池冷却凝固后，形成牢固的焊缝。翻修中常用的熔焊有气焊、电弧焊、氩弧焊等，等离子弧焊和真空电子束焊也已应用于某些机种中。NUM:24NUM:24《航空发动机结构与原理》压焊是在焊接时施加一定的压力，促使接触处的金属相结合的焊接方法。施加压力时，被焊接金属的接触处可以加热到塑性状态，也可加热到熔化状态。翻修中常用的压焊有点焊和缝焊等。NUM:25NUM:25《航空发动机结构与原理》钎焊是把比被焊金属熔点低的焊料金属加热到熔化，但被焊金属不熔化，熔化的焊料金属在被焊金属的间隙中凝固形成焊缝，从而以抛锚效应达到相互结合的焊接方法翻修中常用的钎焊有、铜焊和银焊等，真空纤焊也已用在某些机种中。NUM:26NUM:26《航空发动机结构与原理》一、气焊这里所说的气焊是“氧气——乙炔焊”。它是利用可燃烧性气体—一乙炔和助燃气体二—氧气，混合燃烧所释放出来的热量(3050-3150℃)作为热源对金属材料进行的焊接。主要设备和工具包括乙炔发生器、回火防止器氧气瓶、减压器、焊枪、橡皮管等。气焊热源功率小，加热缓慢，热量分散，故焊缝热影响区宽，焊件变形大，生产效率低，其优点在容易掌握熔深，焊缝的致密性好，适宜于受力不大的薄板结构。气焊主要排除和修复裂纹、磨损、换段，补片等故障，焊修后重新进行热处理。消除内应力。NUM:27NUM:27《航空发动机结构与原理》二、手工电弧焊手工电弧焊是以焊条和焊件之间产生的焊接电弧所发出的高温(5000-6000K)作为热源，进行金属材料的焊接，主要设备和工具有弧焊机和电焊钳。其优点是设备简单、焊钳小，可达性好，便于在各种位置（平、横、竖、仰）施焊。焊接接头与母材大都可达等强度。可焊最小厚度为1毫米。一般易掌握的焊接厚度为1.5毫米。适用于碳钢，‘低合金钢、不锈钢及耐热钢，也用于高强度钢等，翻修中常用于结构钢零件的局部焊修。NUM:28NUM:28《航空发动机结构与原理》三、氩弧焊氩弧焊是气体保护电弧焊（又称气电焊）中的一种，它和一般手工电弧焊的主要区别是，因保护气体（氩弧焊的保护气体是用氩气）将电弧、熔池与空气隔开，杜绝空气的有害作用，以获得性能良好的焊缝。NUM:29NUM:29《航空发动机结构与原理》l、等离子弧焊等离子弧焊焊接是借助引入焊枪内的维弧气体（即等离子气）和焊枪喷咀的压缩孔，对激发于钨极与喷咀之间的普通电弧进行强烈的压缩作用，使电弧弧柱的截面积减小和长度拉长，并从喷咀的压缩孔向外喷射出等离子流，当等离子流射到钨极与工件之间时，就形成等离子弧，见图4-10。这种等离子弧具有极高的能量密度（可达480千瓦，厘米2）、高温(16000-33000K)、高速（最大达倍声速），可有效地加热和熔化金属实现焊接。等离子弧焊接也称压缩电弧焊接。NUM:30NUM:30《航空发动机结构与原理》2、真空电子柬焊1)真空电子柬焊接原理电子束焊接原理图4-13所示，在真空环境下，从炽热阴极发射的电子，被高压静电场加速并往电场聚集成高能量密度的电子束，在焊接的轰击点处与材料晶格电子、原子相撞时被散射和阻止，其动能变为晶格振动能（即热能），使焊件熔化。由于电子束能量有高低，其熔化状态也有所不同。在低能密度下．电子束基本处于材料表面，焊接过程与一般电弧焊相似(如图4-14（aNUM:31NUM:31《航空发动机结构与原理》l、点焊点焊是航空工业中用得最多的一种焊接方法，图4-18为点焊原理示意图，点焊时，把要焊的两个工件搭叠起来置于上下两个铜合金电极之间，施加电极压力将两个工件压紧，然后合上开关，接通变压器，由于工件本身有电阻，电流通过时使两焊件接触处加热到熔化温度，形成透镜状的熔化核心，断电后，在压力的作用下凝固成焊点。NUM:32NUM:32《航空发动机结构与原理》2、缝焊缝焊又称滚焊，是点焊方法的发展，就其本质来说与点焊基本相同。NUM:33NUM:33《航空发动机结构与原理》六、钎焊钎焊是一种用熔化的焊料连接固态金属材料的焊接方法，按其热源及加热方式可分为：烙铁钎焊、火焰钎焊，电阻钎焊、感应钎焊、浸沾钎焊、炉中钎焊等。与熔焊相比，钎焊具有以下优点：NUM:34NUM:34《航空发动机结构与原理》第三节真空热处理一、概念1、真空基础所谓真空是指，在给定的空间内，气体分子密度大大低于该地区大气压下的气体分子密度的状态。真空状态主要特点：①单位体积中气体分子的数目较少；②在气体内部，气体分子间相互碰撞次搂较少；③气体分子撞击容器