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飛行器的燃氣渦輪發(fā)動機通常在非常高的溫度及壓力下運行,因而對
發(fā)動機制造過程所用的材料要求極高。發(fā)動機制造商以及使用者們正致力
于追求更好的推力、重量以及燃料的經(jīng)濟性,這就對發(fā)動機材料提出了更
高的要求,同時這也不可避免地使得人類制造業(yè)迎來了新的挑戰(zhàn)。連接材
料是發(fā)動機制造過程中至關(guān)重要的一環(huán),而且許多針對高溫發(fā)動機應(yīng)用開
發(fā)的合金,尤其是鎳基高溫合金,很難利用熔化過程進行焊接。然而,利
用固態(tài)焊接方法,比如摩擦焊接,不僅能夠避免在熔化過程中的凝固問題
,而且焊接過程是機械化的,無須進行人T干預(yù)就能夠提高焊接效率,并且
能夠獲得高水準的一致性。
航空發(fā)動機制造過程中的兩個主要過程變量,并且選取一些發(fā)動機經(jīng)常
用到的焊接材料,如鎳基高溫合金、鈦合金以及超高強度鋼,給出與其焊
接性能相關(guān)的數(shù)據(jù),這些性能包括力學(xué)性能、
微觀結(jié)構(gòu)以及非常重要的殘
余遵丸。
很多世紀以前人們就認識到兩個物體摩擦?xí)l(fā)熱這一原理,對于軸對
稱的焊接部分(例如圓柱、圓管、圓盤等),可以采用旋轉(zhuǎn)摩擦的焊接方
法,焊接過程的兩種主要方法是直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)摩擦焊接
兩種焊接方法的主要不同是:使用DD-RFW方法時旋轉(zhuǎn)部分的能量來源
于一個大功率發(fā)動機,而IFW則是令焊接部分與一個旋轉(zhuǎn)飛輪通過紡錘相連
,從而提供能量。在慣性焊接過程中,對于每個焊接部位所提供的總能量
是一樣的,這與連續(xù)驅(qū)動摩擦焊接方法不同。同時,在慣性焊接過程中能
量轉(zhuǎn)換的速率時常會改變,而對于連續(xù)驅(qū)動摩擦焊接方法來說這個速率是
恒定的。驅(qū)動發(fā)動機首先要將飛輪加速,并且在與飛輪斷開前發(fā)動機要達
到預(yù)定速度。然后,靜止的焊接部分會被旋轉(zhuǎn)的飛輪部分所推動,而飛輪
提供的動能會在接觸表面被轉(zhuǎn)換成摩擦熱能。在焊接過程中產(chǎn)生的塑化材
料大多數(shù)作為火花飛離焊縫,從而實現(xiàn)焊縫的自清潔。對于非軸對稱的焊
接部件,如在輪盤上焊接葉片
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