本發(fā)明屬于焊接，尤其涉及一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，特別是涉及航空發(fā)動機制造領域的壓氣機類零件的慣性摩擦焊接零件精度。

背景技術：

1、慣性摩擦焊接技術是航空發(fā)動機壓氣機組件的關鍵制造技術，因其優(yōu)異的焊接工藝性能，有效的降低了制造成本，減輕了發(fā)動機質量，在航空發(fā)動機領域有了廣泛應用。

2、慣性摩擦焊的工藝過程由圖1所示，圖中零件01為旋轉端，零件02為移動端，工件的旋轉端夾持在飛輪中。慣性摩擦焊的完整工藝過程包括以下幾個步驟：

3、(1)電機帶動飛輪旋轉并加速到一定轉速使飛輪攜帶足夠的能量。

4、(2)飛輪與電機脫開，工件的移動端向前移動，在壓力作用下與旋轉端接觸后開始摩擦加熱，同時清潔焊接表面。

5、(3)工件接觸面加熱至塑性狀態(tài)，在壓力的作用下頂鍛焊接，同時消耗飛輪能量，工件旋轉速度衰減。

6、(4)待工件轉速降為零，焊接完成。

7、但上述方法所生產的零件精度低，目前，慣性摩擦焊接過程中，通過采取對焊后零件精度測量的方法以夾緊力與工藝參數(shù)的優(yōu)化，從而實現(xiàn)對零件精度的提高。但這種方法只能定性的調整夾緊力與工藝參數(shù)，試驗次數(shù)較多，對工藝人員經驗依賴性較高。零件精度一般達到設計要求的最大值即可，未能進一步探索零件焊接過程中所能達到的最優(yōu)值。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，通過調整線性摩擦焊過程中的工藝參數(shù)，通過測量焊接前及焊接過程中零件的變形量，優(yōu)化夾緊力和工藝參數(shù)，提高慣性摩擦焊接零件的焊后精度。

2、一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，具體包括以下步驟：

3、步驟1：優(yōu)化夾緊力：

4、步驟2：優(yōu)化焊接工藝參數(shù)：

5、步驟3：獲得優(yōu)化后的參數(shù)。

6、所述步驟1具體包括：

7、步驟1.1：選擇與待焊接的同種類的零件a和零件b作為試驗件，清理零件a和零件b端面，保證零件表面干凈；

8、步驟1.2：將應變片貼在零件a或零件b腹板位置，應變片沿零件a、零件b周向均布；將無線應變采集器與應變片連接，無線應變采集器與電腦端連接；

9、步驟1.3：安裝零件，不斷調整夾緊力，監(jiān)測應變片數(shù)據(jù)，將變形量剛剛達到0.1mm的夾緊力確定為初始夾緊力；

10、步驟1.4：依據(jù)該零件常規(guī)加工工藝，采用常規(guī)的壓力和能量進行慣性摩擦焊接，記錄焊接過程中應變數(shù)據(jù)；

11、步驟1.5：焊后觀察零件是否滑動；

12、若零件發(fā)生滑動，則需增加夾緊力再次進行慣性摩擦焊接，直到焊后不滑動；

13、若零件不發(fā)生滑動，則實施步驟1.6；

14、步驟1.6：松開零件，分析零件焊接過程應變變化曲線：

15、如最終焊后零件腹板變形量數(shù)據(jù)均大于0.2mm，則執(zhí)行步驟1.7；

16、如最終焊后零件腹板變形量數(shù)據(jù)小于0.2mm但大于0.1mm，則實施步驟1.9，上述初始夾緊力為最終確定的夾緊力；

17、如最終焊后零件腹板變形量數(shù)據(jù)直接滿足小于0.1mm，則上述初始夾緊力為最終確定的夾緊力，且工藝參數(shù)也無需發(fā)生變化，該方法結束；

18、步驟1.7：根據(jù)焊后腹板變形量，增大夾緊力，安裝零件重復步驟1.4～步驟1.5，監(jiān)測應變數(shù)據(jù)；

19、步驟1.8：重復步驟1.6，分析零件焊接過程應變變化曲線；

20、步驟1.9：根據(jù)焊后腹板變形量，確定最終使變形量小于0.2mm但大于0.1mm的步驟1.7中的夾緊力為最終確定的夾緊力。

21、所述步驟2具體包括：

22、步驟2.1：選擇與待焊接的同種類的零件a和零件b作為試驗件，清理零件a和零件b端面，保證零件表面干凈；

23、步驟2.2：將應變片貼在零件a或零件b腹板位置，應變片沿零件a、零件b周向均布；將無線應變采集器與應變片連接，無線應變采集器與電腦端連接；

24、步驟2.3：安裝零件，夾緊力為步驟1.9中確定的夾緊力；

25、步驟2.4：由于上述步驟中的變形量未達到小于0.1mm的條件，因此根據(jù)焊后腹板變形量，增大工藝參數(shù)中的壓力和/或能量，進行慣性摩擦焊接，記錄焊接過程中應變數(shù)據(jù)；

26、步驟2.5：分析零件焊接過程應變變化曲線：

27、最終零件腹板變形數(shù)據(jù)不全部小于0.1mm，則重復步驟2.4；

28、最終零件腹板變形數(shù)據(jù)均小于0.1mm，工藝參數(shù)優(yōu)化結束。

29、所述步驟3中獲得優(yōu)化后的參數(shù)包括夾緊力、壓力和能量。

30、所述應變片的數(shù)量不少于4個。

31、本發(fā)明的有益效果是：慣性摩擦焊接技術是航空發(fā)動機壓氣機組件的關鍵制造技術，本發(fā)明提供的方法通過測量焊接前及焊接過程中零件的變形量，優(yōu)化夾緊力和工藝參數(shù)，對提高慣性摩擦焊接零件的焊后精度有重要作用，具有廣泛的應用前景。

32、對比現(xiàn)有的慣性摩擦焊工藝，該方法定量的觀察焊接過程中工藝參數(shù)、夾緊力對零件精度的影響，在調整工藝參數(shù)的過程中，根據(jù)零件變形調整工藝參數(shù)，減少試驗次數(shù)，提高零件精度，使盤類零件的焊接質量得到提升，提高了零件的產品合格率和生產效率，滿足產品的研制生產需要。

技術特征：

1.一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，其特征在于：所述步驟1具體包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，其特征在于：所述步驟2具體包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，其特征在于：所述步驟3中獲得優(yōu)化后的參數(shù)包括夾緊力、壓力和能量。

5.根據(jù)權利要求2或3所述的一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，其特征在于：所述應變片的數(shù)量不少于4個。

技術總結
本發(fā)明涉及一種基于測量慣性摩擦焊腹板變形量的零件精度提高方法，屬于焊接技術領域，具體包括以下步驟：優(yōu)化夾緊力：分析焊后零件腹板變形數(shù)據(jù)，根據(jù)焊后腹板變形量的大小，調整夾緊力，進行迭代試驗；通過應變數(shù)據(jù)，定量的分析夾緊力大小對零件精度的影響，找到最優(yōu)的夾緊力。優(yōu)化焊接工藝參數(shù)：根據(jù)焊后腹板變形量的大小，調整壓力或能量，進行迭代試驗；通過應變數(shù)據(jù)，定量的分析工藝參數(shù)的變化對零件精度的影響，找到最優(yōu)的工藝參數(shù)。獲得優(yōu)化后的參數(shù)，包括夾緊力、壓力和能量。本發(fā)明通過測量焊接前及焊接過程中零件的變形量，優(yōu)化夾緊力和工藝參數(shù)，對提高慣性摩擦焊接零件的焊后精度有重要作用，具有廣泛的應用前景。

技術研發(fā)人員：付強,李健,公維勇,帥焱林,劉佳濤
受保護的技術使用者：中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9