低压涡轮导向器叶片更换工艺研究

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1、低压涡轮导向器叶片更换工艺研究尹丽萍YINLi-ping曰王云鹏WANGYun-peng曰李健LIJian(贵州凯阳航空发动机有限公司，贵阳550014)(GuizhouKaiyangAero-EngineCo.,Ltd.,Guiyang550014，China)摘要：针对某型飞机发动机低压涡轮导向器叶片出现的严重裂纹、烧蚀现象，木文提出修理方案：采用电火花切割法，切除故障叶片，再使用氩弧焊接法将完好的叶片焊接到低压涡轮导向器组件上，此修理工艺避免了更换整台低导组件，大大节省了发动机修理成木。Abstract:Asfortheseriouscracks

2、andablationsoflowpressureturbineguidevanesofaaircraftengine,thispaperraisedarepairschemeforthosedefects,thatisapplysparkcuttingtechnologytoremovethedefectedvanes,andthenapplyargonarcweldingtechnologytoweldthevanesingoodconditiontothelowpressureturbineguideassembly.Thisrepairtech

3、nologyavoidstoreplacethewholelowpressureturbineguideassemblyforanewone,andgreatlyreducetheenginerepaircost.关键词：低压涡轮导向器：裂纹；烧蚀；故障；焊接Keywords:lowpressureturbineguide；crack；ablation；defect；weld中图分类号院TK474.7文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)20-0063-020引言在对某型发动机定期用孔探仪检查气流通道过程中，发现多台发动机低导叶片存在不

4、同程度的裂纹及烧蚀现象。对于超出允许范围的低导裂纹及烧蚀，该发动机将立即停止使用，并返回内场进行修复。由于低压涡轮导向器组件价格较高，且针对该型发动机的低导叶片烧蚀、裂纹的故障率较高，如更换整个低压涡轮导向器叶片组件，再加上分解、装配、试车等的附加费用，将造成巨额的修理成本。使用电火花方法仅切割下有故障叶片，再采用氩弧焊接方法，更换上符合标准的叶片，成为最经济实惠的方法。1故障描述及分析2010年至今，由于低导叶片裂纹、烧蚀故障超标返修的发动机，在所有该型发动机返修各类故障中占比42%,低导叶片裂纹、烧蚀故障己经严重影响了发动机的飞行安全和使用寿命。1

5、.1某型发动机低压涡轮导向器故障描述低压涡轮导向器作为发动机部件，影响着发动机性能、工作稳定性和可靠性［1】。本型发动机低压涡轮导向器主要由低压涡轮导向器焊接组件（简称低导焊接组件）和低导外壳体组成，叶片为低导焊接组件的一部分。由表1可分析出，发动机低压涡轮导向器焊接组件无论使用时间长短均出现故障，主要故障为叶片进气边裂纹及烧蚀，冋吋叶片上、下缘板焊缝也出现不同程度的裂纹。1.2原因分析由于发动机工作中叶片表面受热温度不均，且存在高温热点，造成低导焊接组件局部温度过高，叶片产生热疲劳，直至变形龟裂、烧蚀。该型发动机低压涡轮导向器各叶片依靠钎焊联接，己经

6、焊接为一个整体故，排除叶片裂纹、烧蚀故障不能靠简单换装叶片实现。如果采用更换整台低导叶片焊接组件成本又较高，不宜使用此方法。2低导焊接组件叶片的修理2.1叶片的电火花切割由于低导焊接组件上各叶片经过钎焊成为整体，而去除钎焊材料需要在高温炉中进行。如果将低导焊接组件整体放入高温炉中，势必破坏所冇钎焊结构，整圈低导叶片将全部脱焊，用这种方法去除超差叶片毫无意义。因此，对于此类低导更换叶片，采用电火花切割方法，仅切除有故障的叶片，即在叶片上、下缘板使用专用电极切出4条穿透刀口。数控电火花成型机的选用需要根据低导焊接组件体积考虑冷却油箱容积，确保需要切除的叶片

7、及相邻的叶片可没入冷却液中；同时，切割电极的坐标轴行程应足够。切割总进给量不超过10mm,切割使用专用电火花加工汕冷却，切割位置砬靠近钎焊材料距叶片的内侧位置（图1）。切割电极的制作也直接关系到叶片切割的质量（图2上缘板切割用电极、图3下缘板切割用电极），电极选用黄铜制作，切割吋电极型面需与切割位置型面配合，电极型面分别依据低导叶片上、下缘板型面及宽度制作，特别是叶片下缘板型面较为复杂。由于低导叶片切割空间干涉，设计专用夹具一端固定在设备上，一端用于夹持电极。每条电火花切割进给深度控制在8-10mm左右，太深会切伤低导内环，太浅也可能造成叶片未切透，造

8、成接下来的工步叶片无法完全切除，甚至损坏低导焊接组件。2.2叶片的切割电火花切割完毕后，用电动