阅读说明：本技术 一种用于发动机盘片损伤的搭对复合一体化补偿体 (Lapping and combining integrated compensation body for damage of engine disc ) 是由 杨冠军 刘梅军 刘宏 张高 李长久 于 2020-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于发动机盘片损伤的搭对复合一体化补偿体,包括第一搭接体、第二搭接体和对接体,所述第二搭接体位于第一搭接体下方,所述第一搭接体和第二搭接体的同一侧连接有对接体,所述第一搭接体、第二搭接体和对接体围合形成卡槽,所述卡槽用于插入留存叶片,所述留存叶片的切割面和卡槽的侧面贴合,所述第一搭接体和对接体之间具有焊缝。采用搭/对接复合方式,可以有效避免气孔、咬边等焊接缺陷。(The invention discloses a lap-pair composite integrated compensation body for damage of an engine disc, which comprises a first lap-joint body, a second lap-joint body and a butt-joint body, wherein the second lap-joint body is positioned below the first lap-joint body, the butt-joint body is connected with the same side of the first lap-joint body and the second lap-joint body, the first lap-joint body, the second lap-joint body and the butt-joint body are encircled to form a clamping groove, the clamping groove is used for inserting a retained blade, a cutting surface of the retained blade is attached to the side surface of the clamping groove, and a welding seam is arranged between the first lap-joint body and the butt-joint body. And by adopting a lap joint/butt joint composite mode, welding defects such as air holes, undercut and the like can be effectively avoided.)

一种用于发动机盘片损伤的搭对复合一体化补偿体

技术领域

本发明涉及一种用于发动机盘片损伤的搭/对复合一体化补偿体，具体来说，涉及设置余量可加工的补偿体。

背景技术

随着航空发动机设计技术的发展，航空发动机叶片的尺寸精度要求越来越高。涡轴发动机是完全依赖燃气流产生推力，随着航空发动机的推重比/功重比、结构可靠性和精度一致性要求的不断提高，恶劣的服役环境容易导致盘片失效。

航空发动机在极端恶劣的服役环境下和外物损伤会造成叶片的大面积失效，整体更换的成本高昂，采用接修替换技术是修复叶盘叶片，延长发动机叶盘叶片寿命的必然选择；但是发动机盘片结构可靠性和精度要求高，且叶片为薄壁结构，在接修替换过程中用到的补偿结构的不同会引起接修叶片整体性能的差异。

在大面积损伤叶片的接修替换中在保证修复叶片的尺寸、形状满足需要的情况下，需要设置在接修替换、余量去除后留存的接头性能最佳，在设计中需要考虑补偿体的尺寸、结构以及与切割留存叶片的配合关系、搅拌针的位置以及搅拌针距补偿体上下边界的距离。

发明内容

本发明的目的是针对航空发动机盘片的大面积损伤修复，提供一种发动机盘片搅拌摩擦焊接修的补偿体，保证叶片的修复质量。

为达到上述目的，本发明所述一种用于发动机盘片损伤的搭对复合一体化补偿体，包括第一搭接体、第二搭接体和对接体，所述第二搭接体位于第一搭接体下方，所述第一搭接体和第二搭接体的同一侧连接有对接体，所述第一搭接体、第二搭接体和对接体围合形成卡槽，所述卡槽用于插入留存叶片，所述留存叶片的切割面和卡槽的侧面贴合，所述第一搭接体和对接体之间设置有焊缝。

进一步的，当留存叶片插入卡槽时，所述留存叶片上表面与第一搭接体上表面垂直距离为0.5mm～3mm。

进一步的，当留存叶片插入卡槽时，所述留存叶片的下表面与第二搭接体下表面的垂直距离为1mm～2mm。

进一步的，焊缝的宽度为0.5mm-3mm。

进一步的，焊缝的宽度为1mm-2mm。

进一步的，当留存叶片表面为空间曲面结构时，所述第一搭接体和对接体由焊缝完全隔离。

进一步的，当留存叶片插入卡槽时，所述卡槽上底面与留存叶片的上表面贴合，卡槽下底面与留存叶片的下表面贴合。

进一步的，复合一体化补偿体设置有加工余量，其在各个方向的可切削加工余量为0.5mm～3mm。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明采用搭/对接复合方式，可以有效避免气孔、咬边等焊接缺陷。在焊接过程中，界面及熔池内引入的气体会在补偿体表面聚集，而在焊缝体相中保存完好的组织结构；在补偿体搭/对接头的结构设计下，可以避免焊缝接头表面的焊趾咬边，形成饱满的接头形状，对焊缝区形成补偿作用，便于后续的表面型面精度恢复。

进一步的，留存叶片上表面与多体结构补偿体上表面垂直距离为0.5mm～3mm，留存叶片下表面与补偿体下表面的垂直距离为1mm～2mm。采用此距离可以在保证激光充分熔化叶片留存叶片与补偿体情况下，形成搭对接接头，实现留存叶片与补偿体的良好结合。

进一步的，焊缝宽度为0.5-3mm，最佳1-2mm，合适的焊缝宽度可以保证成型质量，过多的焊缝宽度的会对接头的塑韧性能有极大的影响。

进一步的，补偿体设置有加工余量，便于后期将补偿体部分加工为何叶片相同的形状。

本发明所述的补偿体，可应用于搅拌摩擦焊接修，实现了接修替换工艺的稳定、补偿体留有加工余量以确保能够获得形状、尺寸满足需要的叶片，同时能够满足在去除加工余量后保证修复叶片的接头性能最佳，保证了修复叶片的整体性能的提高。本发明的补偿体可以直接用于航空发动机叶盘叶片的大面积损伤接修替换中，也可用用于其他的发动机叶片以及其他的相关专业。

附图说明

图1为单体补偿体和留存叶片配合示意图；

图2为单体补偿体示意图；

图3为多体补偿体和留存叶片配合示意图；

图4为多体补偿结构示意图。

附图中：1、卡槽，2、第一搭接体，3、第二搭接体，4、对接体，5、焊缝，6、卡槽侧面，7、卡槽上底面，8、卡槽下底面，9、第一搭接体侧面，10、对接体侧面，11、留存叶片。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例仅仅是本发明其中的单部分实施例，不代表全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了用于发动机盘片搅拌摩擦焊接修的补偿体，补偿体1为具有卡槽1的单体结构或为多个部分可组装的多体结构，单体结构和多体结构都具有搭接面和对接面，单体结构或多体结构在与损伤切割后的叶片装配均能保持补偿体与留存叶片的接触部分完全贴合，补偿体各部分的接触面完全贴合，组装后的补偿体留有加工余量，以保证加工获得满足叶片形状尺寸要求的修复叶片。

实施例1

如图1所示，在本次实施例中选择用于留存叶片表面为空间平面结构替换修复的补偿体，为单体结构补偿体。

参照图2，单体补偿结构中开设有卡槽1，卡槽1用于叶片切割后留存叶片11插入，留存叶片11的切割面与卡槽1侧面贴合，伸入卡槽1的留存叶片11上表面与卡槽1上底面贴合，伸入卡槽1的留存叶片下表面与卡槽下底面8贴合。

其中，留存叶片11的切割面与卡槽侧面6为一对对接面，留存叶片11上表面与卡槽1上底面7为一对搭接面，留存叶片下表面与卡槽1下底面8为另一对搭接面，形成搭接和对接配合的方式。

单体补偿结构包括第一搭接体2、第二搭接体3和对接体4。卡槽1上底面上侧记为第一搭接体2，卡槽1下底面下侧记为第二搭接体3，对接面正上方为焊缝5，焊缝一侧为卡槽1，另一侧为对接体4。焊缝5宽度为0.5-3mm，最佳1-2mm，合适的焊缝宽度可以保证成型质量，过多的焊缝宽度的会对接头的塑韧性能有极大的影响。

留存叶片11上表面与多体结构补偿体上表面垂直距离为0.5mm～3mm，留存叶片下表面与补偿体下表面的垂直距离为1mm～2mm。采用此距离可以在保证激光充分熔化叶片留存叶片与补偿体情况下，形成搭对接接头，实现留存叶片与补偿体的良好结合。

单体结构的补偿体设置有加工余量，其中在各方向的可切削加工余量厚度尺寸为0.5～3mm。

激光聚焦在焊缝5的位置，实现补偿体与留存叶片11的搭接面与对接面的充分熔化，最终形成强度满足要求，塑韧性能良好的焊缝接头。

实施例2

如图3和图4所示，在本次实施例中选择用于留存叶片表面为空间曲面结构替换修复的补偿体1，为多体结构补偿体。

多体结构补偿体包括第一搭接体2、第二搭接体3和对接体4，其中，第二搭接体3和对接体4为一个整体，第一搭接体2和对接体4之间具有焊缝5。焊缝5一侧为第一搭接体侧面9，另一侧为对接体侧面。多体结构补偿体上开设有卡槽11，卡槽11的上侧壁为第一搭接体2，下侧壁为第二搭接体3，多体结构补偿体其余部分为对接体4。

卡槽上底面7(即第一搭接体2下表面)与留存叶片11的上表面贴合；卡槽下底面8(即第二搭接体的上表面)与留存叶片11下表面贴合，卡槽侧面6与留存叶片11的切割面贴合，第一搭接体侧面9与对接体侧面10上部贴合。

留存叶片11上表面与多体结构补偿体2上表面垂直距离为0.5mm～3mm，留存叶片下表面与补偿体下表面的垂直距离为1mm～2mm。采用此距离可以在保证激光充分熔化叶片留存叶片与补偿体情况下，形成搭对接接头，实现留存叶片与补偿体的良好结合。

所述的多个部分可组装的多体结构补偿体设置有加工余量，其中在各方向的可切削加工余量厚度0.6mm～5mm。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。