专利名称：线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测方法
技术领域：
本发明涉及一种线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测方法。
背景技术：
线性摩擦焊接是制造航空发动机整体叶盘的关键技术。但是，线性摩擦焊接接头最常见、 最危险的缺陷是未焊透及氧化物夹杂缺陷。对于这两种缺陷，现有的射线及超声检测方法均 无法对其进行可靠的检测，主要原因为线性摩擦焊接出现的未焊透及夹杂缺陷一般是厚度 仅为几微米的面状缺陷，对射线的衰减及超声信号的反射能力很弱，故会造成大量的漏检。 而线性摩擦焊接方法制造的整体叶盘，其焊后接头型面复杂，接头一般靠近盘体外缘，其位 置和空间更难以对其实施射线或超声检测。
发明内容
为了克服现有技术不能对线性摩擦焊接整体叶盘接头质量进行准确无损检测，本发明提 供一种线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测法，在不破坏接头的情况下，对焊接件接头飞边 根部的切割面制作金相磨片，可以实现对线性摩擦焊接整体叶盘接头进行可靠无损检测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案
一种线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测方法，其特征在于包括下述步骤
(a) 将线性摩擦焊接整体叶盘接头的飞边，用机械加工的方法沿接头根部切下；
(b) 以飞边的切割面制作金相磨片；
(C)在光学显微镜下观察，若未发现未焊透及夹杂物缺陷，则表明焊缝质量良好；若有 未焊透及夹杂物缺陷，则表明接头焊缝中存在未焊透及夹杂物缺陷。
本发明的有益效果是由于采用对焊接件接头飞边根部的切割面制作金相磨片，在普通 光学显微镜下观察，利用飞边切面与接头的关系，若未发现未焊透及夹杂物缺陷，则表明焊 缝质量良好；若有未焊透及夹杂物缺陷，则表明接头焊缝中存在未焊透及夹杂物缺陷。从而 实现了线性摩擦焊接整体叶盘接头质量的无损检测。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
图1是本发明线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测法示意图。 图2是图1的A-A剖视图。图中，l-叶盘，2-凸台，3-叶片，4-正向飞边，5-飞边间隙，6-侧向飞边，7-飞边波纹， 8-氧化物夹层。
具体实施例方式
参照图l、图2。发动机叶盘1与叶片3在线性摩擦焊接前分别加工。为方便焊接，在叶盘 l上加工出一凸台2。将一片发动机叶片3与凸台2采用线性摩擦焊进行焊接时，叶盘l静止 不动，发动机叶片3沿振动方向v进行往复振动。从图l可以看出，接头挤出的飞边沿摩擦 焊缝对称分布，即与摩擦振动方向v相同的正向飞边4左右两侧对称，与摩擦振动方向v垂 直的侧向飞边6前后两侧对称。左右两边的正向飞边4厚度一般为0.5 L5mm，其上可清楚 看到飞边波纹7，两条波纹线之间的间距与焊接时的振幅有一定对应关系。前后两侧的侧向 飞边6呈现向外扩展的弧线形状，由于其在形成过程中热塑金属的受力状态与正向飞边不同， 故波纹线的形状及间距与左右飞边存在一定差异。
飞边的形成是由于在高速往复摩擦运动的过程中，焊接界面的热塑性金属在摩擦压力及 剪切力的作用下向焊接界面外移动所产生的。因此，飞边携带着线性摩擦焊接头形成过程中 反映接头内部质量的大量信息。如图1所示，在摩擦初期阶段，由于焊接界面温度较低，挤 出金属为明显两层，即出现飞边间隙5;随摩擦界面温度升高，界面金属粘塑性增强，由于 此时界面金属未完全融合，在高温下极易被氧化，因此挤出飞边则包含着点状或面状氧化物 夹渣，即出现氧化物夹层8。上述情况下，飞边表现为未焊透，此时接头内部则未焊透。当 随温度升高金属粘塑性再度增强时，两焊件的界面金属完全融合在一起，此时挤出的飞边为 一个整体，它把整个焊接界面封闭起来，内部不再出现氧化现象，若再经过一定时间的摩擦， 接头内部的氧化物夹渣便全部清理出来。
综上所述， 一个质量优良的线性摩擦焊接头，其飞边必然有下述特征①飞边的最前端 存在分层现象，即可见飞边间隙；②紧接着分层段之后一般会出现氧化物夹层段；③飞边根 部为不存在夹杂物及未焊透缺陷的焊合区。
从图1可看出，接头的位置及空间难以用超声及射线法进行无损检测。本发明提出的接 头质量飞边检测法如下
将焊接接头四周的飞边，用机械加工的方法，如采用钼丝切割，沿图2中B-B位置即接 头根部切下；
以飞边的切割面制作金相磨片；
在普通光学显微镜下，检査飞边切面有无未焊透及夹杂缺陷。若未发现未焊透及夹杂物缺陷，则表明焊缝质量良好。这是因为，B-B面是最后移出焊 接界面的金属，若飞边B-B面无未焊透及夹杂物缺陷，则接头焊缝中必然不存在未焊透及夹 杂物缺陷。
在整体叶盘线性摩擦焊制造中，接头的飞边是必须要加工掉的，因此本发明提出的上述 检测方法，属于无损检测方法。
权利要求
1. 一种线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测方法，其特征在于包括下述步骤(a)将线性摩擦焊接整体叶盘接头的飞边，用机械加工的方法沿接头根部切下；(b)以飞边的切割面制作金相磨片；(c)在光学显微镜下观察，若未发现未焊透及夹杂物缺陷，则表明焊缝质量良好；若有未焊透及夹杂物缺陷，则表明接头焊缝中存在未焊透及夹杂物缺陷。
全文摘要
本发明公开了一种线性摩擦焊接整体叶盘接头质量检测方法，其特点是包括下述步骤(a)将线性摩擦焊接整体叶盘接头的飞边，用机械加工的方法沿接头根部切下；(b)以飞边的切割面制作金相磨片；(c)在光学显微镜下观察，若未发现未焊透及夹杂物缺陷，则表明焊缝质量良好；若有未焊透及夹杂物缺陷，则表明接头焊缝中存在未焊透及夹杂物缺陷。由于采用对焊接件接头飞边根部的切割面制作金相磨片，在普通光学显微镜下观察，利用飞边切面与接头的关系，实现了线性摩擦焊接整体叶盘接头质量的无损检测。
文档编号G01N21/88GK101285782SQ20081001832
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月29日 优先权日2008年5月29日
发明者杨思乾, 马铁军 申请人:西北工业大学