件，并在叶背侧上加工通气孔。之后利用扩散焊将叶背侧与叶盆侧在前后进、排气边处焊接成一体形成叶身组件，在叶盆侧和叶背侧之间形成叶片的空心腔，如图3所示。
[0043]对于风扇静子叶片而言，进排气边的尺寸控制、形状公差和加工质量直接影响风扇性能及叶片强度，而空心静子叶片的两处焊缝恰好在进排气边的位置，因此如何保证焊缝质量，从而消除焊接缺陷，提高叶片自身强度是该制造技术的关键。之所以在盆背连接方式上选择扩散焊，是因为传统的焊接方法是将被焊的两工件在熔化状态下通过焊料使被焊工件结合，焊接接头通常存在不稳定的因素，如接头有夹杂、结合力不高、焊接变形等缺陷。而扩散焊是在一定温度和压力下将两种待焊金属的焊接表面相互接触，通过微观塑性变形，较长时间的原子相互间的不断扩散、相互渗透来实现冶金结合。与传统焊接方法相比，扩散焊的接头质量好，接头的显微组织和性能与母材接近或相同，在焊缝中不存在各种熔化焊缺陷，也不存在具有过热组织的热影响区，因此可以保证叶片进、排气边的强度不弱于叶身强度，使整个叶片不存在明显的强度分布不均。其次，扩散焊所施加的压力较小，工件是整体加热，随炉冷却，所以零件整体塑形变形很小，这对于对叶型要求甚严的静子叶片至关重要，经扩散焊连接的空心静子叶片不需机械加工即可满足气动对叶型的要求。
[0044]鉴于叶片进、排气边的质量对发动机性能有很大的影响，因此获得优质的扩散焊接头是吸附式空心静子叶片制造过程中的一个重要环节，将直接决定叶片的整体质量。为获得高质量焊接接头，首先应保证叶片盆、背侧的加工精度和表面状态，因此在钣金成型后，要对进、排气边的焊接结合面进行数控加工。焊前应先检查焊接结合面不允许有裂纹、砂眼、成群的气孔。其次要去除表面的油污，在槽液中去除氧化物，用丙酮溶液清洗擦拭。另夕卜，叶片盆、背侧在组合的过程中要选取用热变形小的材料制造的专用夹具，避免在焊接过程中由于热压力变化影响焊接质量，夹具也必须避免与叶片之间产生粘接现象。
[0045]叶盆侧与叶背侧焊接成一体后，再将上、下缘板及空心静子叶身焊接成空心静子叶片。由于流道中叶片表面的分离气体要通过吸附槽被抽出流道，因此叶片上缘板需加工出一个与叶型形状一致，尺寸略大的型孔(通孔)，焊接时，将叶片插入型孔内，叶片上表面与缘板上表面齐平，用钎料填满叶身与缘板之间的空隙。同样的，为实现叶身与下缘板的焊接，需要在下缘板内侧设计一个与叶型形状一致，尺寸略大的型孔，与上缘板不同的是下缘板的型孔为盲孔，焊接时，将叶片插入型孔内，用钎料填满叶身与缘板之间的间隙，如图4所示。研究表明，在焊接电流和感应圈匝数、保护气体(真空/氩气)确认后，影响焊接质量或力学性能的主要参数为钎焊间隙和搭接长度。装配间隙过大，必然会影响接头内部质量，导致钎缝处出现气孔、未钎透等缺陷。间隙过小，易引起钎料满溢，接头成形较差。对于不锈钢同材料间的钎焊，装配间隙在0?0.1mm的范围内，因此要严格控制上、下缘板上型孔/型槽的型面才能获得高质量的钎焊缝。经相关的工艺试验研究表明，搭接长度在3?5_之间的力学性能相差不大，因此在本实施例中，即上缘板厚度设计为3?5_，比如均匀的上缘板的厚度为5_，因此，其开设的第一通气孔的深度为5_，即用以搭接静子叶片的叶身端部的搭接长度为5mm，下缘板型槽深度为1?3mm，比如将其设置为3mm，即搭接静子叶片的叶身的另一端的搭接长度为3mm。
[0046]本发明中，吸附式空心静子叶片由四个单件经扩散焊和钎焊联接组合而成，其优点是适应现有工艺条件易于成型，且加工周期短，成本低，工艺成熟，适用于试验件设计加工；另外，针对不同的结构成型工艺可以选用钛合金经超塑成型方式进行加工，这种方式比焊接方式在精度方面能更好地得到保证，且钛合金叶片重量更轻，但加工成本高周期长不适用于试验件中应用。
[0047]本发明涉及的制造方法可应用于带上、下缘板的吸附式空心静子叶片的加工，是一种全新的制造方法。该方法利用了扩散焊和钎焊的工艺特点，既能保证叶片的加工质量，又能避免焊接带来的材料缺陷，是一种经济、高效、操作简单的加工方法。吸附式空心静子叶片工艺的成熟可以实现对气流分离的主动控制技术，改善气动性能，可加速吸附式发动机的发展。
[0048]吸附式风扇压气机技术配合新材料、新结构减重，可以显著提高发动机推重比。本发明根据全新的吸附式空心静子叶片的特殊结构，重点研究扩散焊在非平板叶片上的应用，解决带扭转空心叶片成型方式受限、加工困难的问题，从而解决超音跨音速发动机气流分离激波气体相互干扰降低压气机性能的缺点，为大推力、轻重量、机动性好的超音跨音速飞机提供动力。
[0049]最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种吸附式空心静子叶片的制造方法，所述静子叶片包括叶背侧、叶盆侧、上缘板以及下缘板，所述叶背侧、叶盆侧、上缘板以及下缘板共同围成所述静子叶片的空心腔，其特征在于，所述制造方法包括: 步骤一、在所述叶背侧上设置第一通气孔； 步骤二、在所述上缘板上设置第二通气孔； 步骤三、将所述叶背侧与所述叶盆侧分别钣金成型； 步骤四、将所述叶背侧与所述叶盆侧采用扩散焊焊接，形成所述静子叶片的叶身，并在所述叶背侧与所述叶盆侧之间形成所述空心腔； 步骤五、将所述上缘板、所述下缘板以及所述静子叶片的叶身焊接成空心静子叶片，使所述第一通气孔与所述第二通气孔均连通至所述空心腔。2.如权利要求1所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:所述叶背侧上设置有两个长条形吸附槽，所述吸附槽内设置有若干个所述第一通气孔。3.如权利要求1所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:所述第二通气孔为与所述静子叶片横截面形状一致的型孔。4.如权利要求1所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:所述步骤四还包括: 检查所述叶背侧与所述叶盆侧的焊接结合面是否有裂纹、砂眼以及气孔； 去除所述叶背侧与所述叶盆侧表面的油污； 将所述叶背侧与所述叶盆侧置于槽液中去除氧化物； 用丙酮溶液清洗所述叶背侧与所述叶盆侧，并擦拭。5.如权利要求1所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:在所述步骤四中，所述焊接方式为钎焊。6.如权利要求5所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:在所述步骤五中，包括: 将所述静子叶片的叶身的一端部插入所述上缘板的第二通气孔内； 在所述静子叶片的叶身的一端部与所述上缘板第二通气孔之间的间隙内填充钎料； 在所述下缘板上开型槽，用于容置所述静子叶片的叶身的另一端部。7.如权利要求6所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:所述钎焊的装配间隙在0?0.1mm范围内。8.如权利要求7所述的吸附式空心静子叶片的制造方法，其特征在于:所述上缘板的第二通气孔深度为1?5_，下缘板型槽深度为1?3_。
【专利摘要】本发明公开了一种吸附式空心静子叶片的制造方法，属于发动机设计技术领域。所述制造方法包括：首先在叶背侧上设置有第一通气孔，在上缘板上设置有第二通气孔，并将叶背侧与叶盆侧分别钣金成型；之后，将所述叶背侧与所述叶盆侧采用扩散焊焊接，形成所述静子叶片的叶身，并在叶背侧与所述叶盆侧之间形成所述空心腔；最后，将上缘板、下缘板以及所述静子叶片的叶身焊接成空心静子叶片，使所述第一通气孔与所述第二通气孔均连通至所述空心腔。本发明吸附式空心静子叶片工艺的成熟可以实现对气流分离的主动控制技术，改善气动性能，可加速吸附式发动机的发展。
【IPC分类】B23K1/20, B23K1/00
【公开号】CN105397223
【申请号】CN201510995658
【发明人】刘永泉, 邵珠蕾, 黄晓君, 王雅谋, 姜大成
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月25日