空气动力学试验中供气连接件的生产工艺路线探究

【摘 要】 在现代空气动力学试验中通过对襟翼吹气的方式来增加飞行器升力的试验越来越多，飞行器模型的加工质量和精度的要求也越来越多，针对XX飞机吹气模型的生产过程对供气变角片的生产工艺路线做如下探究。

【关键词】 供气 焊接 气密性 角度

1 供气变角片介绍

供气变角片是连接襟翼和机翼之间的连接结构件，加工完成后需达到如下设计要求：（1）材料：Q235，气密性：（2）压力2.5MPa条件下持续5分钟，（3）角度精度±3′，（4）型面精度±0.08mm，Ra0.8，（5）表面发黑。具体结构如（图1）所示。

2 工艺路线探究

2.1 第一阶段研究

基于零件的设计要求，为控制试验过程中的流量稳定并且达到设计要求就必须要保证内部气流通过区域的截面积，也就是内部墙体部分要保证加工到理论尺寸；其次，零件的加工精度及安装精度，角度是必须要保证的加工完成后精度在±3′以内，并且安装的重复性要好，型面精度达到Ra0.8。加工完成后要做保压试验，在压力2.5MPa

条件下保压30分钟不泄压。内部腔体部分以现在拥有的加工手段无论是机械加工还是特种加工都很难直接加工，所必须要采取分体加工后焊接的方式进行。

工艺路线的选择，通过对工艺路线的讨论选择如下的工艺路线来进行加工，其中以最常规的普通焊接和氩弧焊接两种方式作为此次活动的焊接手段，电焊：操作方便，使用灵活，适应性强。适用于各种钢种，各种摆度，各种位置和各种结构的焊接。特别是对不规则的焊缝，短焊颖，仰焊缝，高空和位置狭窄的焊缝，均能灵活运用，操作自如。氩弧焊：电弧线性好，对中容易，易实现全位置焊接和自动焊接；电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂能力强，焊缝质量好。缺点是不宜在有风的场地施焊，电弧光辐射较强。通过讨论初步确定以下两种路线可供选择（图2）：

（1）备料―铣―数控铣―焊接（电焊，”V”型焊道）―机加―保压试验―数控铣―保压试验―线切割―钳工。

（2）备料―铣―数控铣―焊接（氩弧焊，”V”型焊道）―机加―保压试验――数控铣――保压试验――线切割――钳工。

2.2 第二阶段研究

在第一阶段工作的基础上我们能够知道氩弧焊焊接的效果要比电焊焊接的产品清洁卫生，最主要的是变形小，但是两种焊接方式都没达到设计要求，经过分析得出结论，第一阶段研究的产品焊接坡口尺寸较小，导致焊接效果不好，达不到要求，但由于零件尺寸所限，没有办法在扩大，所以在上述基础上将V型焊口改成U型焊口，这样就增加了焊道的空间，并且在焊接工作进行中对氩弧焊焊接的方式做出调整，现用焊枪将焊缝处进行熔焊，之后用氩弧焊焊条一次性将焊道满焊。电焊的要求一次性不间断满焊。

（1）备料―铣―数控铣―焊接（电焊，”U”型焊道）―机加―保压试验―数控铣―保压试验―线切割―钳工。

（2）备料―铣―数控铣―焊接（氩弧焊，”U”型焊道）―机加―保压试验―数控铣―保压试验―线切割―钳工其中两种焊道加工数模图如图3所示。

3 试验件生产

按四种加工路线分别投产5件做为试验件进行生产，试验件制造完成后出现如下四种情况：

第一种工艺路线：5件产品中只有1件没经过补焊等工序满足设计要求，其余的要么是焊接变形较大无法补救，还有就是补焊后不成功。将其中2件的焊道切开查看焊道情况，焊道填补不实，沙眼、虚焊的情况比较明显。第二种工艺路线：焊后做保压试验均满足要求，但是在后续工序完成后又出现了泄压的情况发生，还是有缺陷存在的。将其中2件焊道切开查看焊道情况，焊道填补的不够充实，沙眼较少，焊道底部虚焊的情况明显出现，不理想。第三种工艺路线：焊接效果与第一种相比要有提高，并且焊后保压试验能够满足要求，但是其中有两件变形较大，无法弥补，后续工作无法进行。将其中2件（一件变形大，一件变形小）的焊道切开查看焊道情况，焊道填补充实，基本没有沙眼虚焊的情况出现，较为理想。第四种工艺路线：焊后做保压试验均满足要求，但是在后续工序完成后能够满足保压试验的要求，并且将其中2件的焊道切开查看焊道情况，焊道填补充实，基本没有沙眼虚焊的情况出现，非常理想。

4 结语

根据上述研究结果按第四种方案确定生产路线，对于尺寸小、精度要求高的、需要焊接的零件，在焊接方式选择上易选择氩弧焊接，在焊接坡口选择U型坡口，焊接过程中先在坡口底部进行熔焊，再将焊道能焊满、去渣，做保压试验。试验证明，此工艺路线加工路径简单、成本较低，无论从加工质量还是费用方面考虑都市较为理想的选择。