【正文】 產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋；降低疲勞強度，易引起焊件破裂導(dǎo)致脆斷。超過上述規(guī)定的故障，送翻修廠修理，大修廠的修理規(guī)范此處從略。圖 12 安裝邊圓孔向外裂紋焊后的磨修噴口常見故障見圖13，它由1Cr8NiTi鋼滾焊制成，允許采用氬弧焊和電弧焊進(jìn)行焊修，有條件時不得用氣焊方法修理以防變形。當(dāng)前安裝邊圓孔邊距上的裂紋穿過圓孔向內(nèi)引伸時，其數(shù)量未超過四處允許焊修。氣焊焊接時采用中性焰（允許采用輕微碳化陷），焊嘴01號。如條件不允許，只得采用氣焊方法時僅允許焊修主體上的單向裂紋、磨損及輪緣上的縱向裂紋。后來，制造廠改用壓條點焊的辦法，代替錐體蓋石棉布鉚接工藝，在制造廠已投產(chǎn)使用。產(chǎn)生上述的這種接觸磨損只出現(xiàn)過兩次；因此，說明尚有特殊的因素未搞清楚。但是往往由于使用時間長，端面石棉布鉚接部位局部損壞，以致石棉布產(chǎn)生松弛，燃?xì)庥锌赡芘艿绞薏嫉暮竺嫒ィ沟檬薏脊钠?，塞住均壓孔，造成錐體內(nèi)部的壓力大于渦輪盤與錐體蓋之間的燃?xì)鈮毫?，致使錐體蓋鼓起，與渦輪盤接觸而產(chǎn)生磨損。錐體蓋磨損不僅僅是損壞錐體蓋，對渦輪盤也有損害，而且在飛行中，會造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降或空中停車，這種故障屬于危險性故障。根據(jù)經(jīng)驗判斷，可能與噴管部位溫度場分布不均勻有關(guān)；個別情況與滾焊工藝的質(zhì)量也有關(guān)系。但是即使掉塊，也不具有很大的危險性。裂紋長度一般在10mm左右，但也有的達(dá)到 50mm；有少數(shù)裂紋形成閉合狀裂紋。對于輕微的軸向滾焊縫碎裂紋，由于它的發(fā)展較慢，危險性不大，可以繼續(xù)使用一段時間，沒有什么影響。關(guān)于尾噴管滾焊縫裂紋和脫焊原因，根據(jù)翻修的經(jīng)驗判斷，可能與火焰筒和燃?xì)鈱?dǎo)管滾焊縫裂紋原因相類似。滾焊縫的裂紋，無論單條和軸向的碎裂紋，根據(jù)翻修的經(jīng)驗判斷都是屬于過渡性的，發(fā)展到一定階段有可能產(chǎn)生滾焊縫掉塊現(xiàn)象。滾焊縫的軸向碎裂紋是成片出現(xiàn)，不是單條裂紋，而且都是與滾焊縫上的 “點核”裂紋同時出現(xiàn)，在噴管圓周方向滾焊縫出現(xiàn)較多 （圖 7）。單純的焊接是不行的，因為焊接后發(fā)動機工作不久，就會在焊縫附近出現(xiàn)新的裂紋。這種分析認(rèn)為裂紋是振動產(chǎn)生的，可能與垂直支板在某種轉(zhuǎn)速下發(fā)生共振有關(guān)。不過從故障現(xiàn)象分析，歸納起來大致有下列幾種：1.熱應(yīng)力裂紋:由于渦輪后溫度場分布不均，溫差過大而引起的熱應(yīng)力裂紋，這種裂紋多數(shù)是屬于單條的，特別是6號扇形出口，靠近安裝邊附近溫度較高，容易出現(xiàn)這種故障。筒體部位的裂紋出現(xiàn)以后，發(fā)展是緩慢的，也不產(chǎn)生閉合掉塊。圓周方向和軸向裂紋都有，多數(shù)還隨著出現(xiàn)局部變形和筒體鼓起等現(xiàn)象。 簡體裂紋尾噴管筒體裂紋，出現(xiàn)較多的是 ５、６號燃燒室所對的扇形出口附近的噴管筒體。圖 5尾噴管安裝邊圓孔裂紋安裝邊轉(zhuǎn)角根部 （圓角處）的圓周方向裂紋原因，從現(xiàn)象看屬于熱應(yīng)力裂紋，即由于安裝邊局部溫度過高，溫差過大，造成局部熱應(yīng)力過大而產(chǎn)生開裂；也有一種看法，認(rèn)為是屬于機械振動疲勞裂紋，可能尾噴管仍有局部共振。后一種裂紋一般長度 ３０～４０ｍｍ左右，最長也有發(fā)展到接近 １００ｍｍ的。圖 3 尾噴管常見故障與故障率下面就上面所提的尾噴管常見故障，對其進(jìn)行了具體分析，并提出來相應(yīng)維修方法。噴口借安裝邊與尾噴管同螺栓相連。螺栓裝在整流支板內(nèi)，整流支板做成流線形，能排除渦輪后燃?xì)獾臏u流。圖 1 尾噴管結(jié)構(gòu)示意圖 尾噴管的安裝示意圖圖２是離心式發(fā)動機尾噴管的所有零件及其安裝順序圖。 尾噴管的研究的主要研究方向?qū)ξ矅姽艿难芯恐饕性趪姽艿膬?nèi)特性和氣動載荷兩方面。有的尾噴管 還帶有消音裝置,以減少排氣的噪聲。它是噴氣發(fā)動機中使高壓燃?xì)猓ɑ蚩諝猓┡蛎?、加速并以高速排出發(fā)動機的部件。尾噴管焊接維修【摘要】本文論述了尾噴管的類型和結(jié)構(gòu)、常見故障及其產(chǎn)生故障的原因，并對其故障的焊接維修方法進(jìn)行了介紹。尾噴管是引導(dǎo)渦輪后燃?xì)庀蛲鈬娚涞慕M合件。有的尾噴管可以改變射流方向,稱為矢量 噴管,它可以使燃?xì)馍淞飨蛏舷伦笥也煌较蚱D(zhuǎn)一個可以操縱的角度,對飛機 產(chǎn)生一個俯仰或左右偏轉(zhuǎn)的力矩,便于在高速飛行中對飛機進(jìn)行操縱和控制。在噴管的內(nèi)特性方面所考慮的 是噴管的推力系數(shù)和流量系數(shù)隨噴管的流動損失、漏氣量、冷卻空氣損失和氣流分離損失的變化，供發(fā)動機性能計算用。從圖中可見它由外錐形筒體１和整流內(nèi)錐體２、整流支板７、外罩４等組成。因為排氣管壁與錐體的受熱溫度不同，所以它們的熱變形也不樣，以致在鋼性的連接中能引起溫度應(yīng)力。外錐形簡體、噴口、整流內(nèi)錐體和錐體底蓋等采用 1Cr8NiTi制造，工作在 800℃以下；如果要工作在 850℃ 以下，就要用含 Nb的耐熱鎳鉻鋼制造；整流支板則用GH30制造。 尾噴管安裝邊裂紋尾噴管安裝邊裂紋有兩種。安裝邊轉(zhuǎn)角根部的圓周的裂紋，還有一個特點，即發(fā)生在海軍用發(fā)動機上最多，而且裂紋都集中在安裝邊的下方，與安裝邊承受重力負(fù)荷的分布相反。這兩種說法，目前未有肯定結(jié)論，有待進(jìn)一步研究。裂紋離開噴管安裝邊不遠(yuǎn)，在垂直支板下部的位置較多；另有一部分筒體裂紋出現(xiàn)在熱電偶座附近。根據(jù)導(dǎo)向葉片排氣邊裂紋的統(tǒng)計，在 ５、６號扇形的導(dǎo)向葉片排氣邊裂紋最多，所占百分比較大，聯(lián)系尾噴管的情況來看，這兩個扇形所對應(yīng)的尾噴管筒體的裂紋，也是最多的。在外場使用中，發(fā)現(xiàn)尾噴管裂紋是較多的，但是未發(fā)現(xiàn)噴管裂紋造成過飛行事故。2局部溫度過高，產(chǎn)生裂紋：認(rèn)為是屬于高溫?zé)龤再|(zhì)的，如筒體軸向碎裂紋就是由于局部溫度過高而引起的。4燃燒氣體的聲振引起筒體裂紋：因為尾噴管噪音很大，由于頻率較高，會引起高頻共振而產(chǎn)生疲勞裂紋。 筒體滾焊縫裂紋、脫焊尾噴管滾焊縫裂紋有軸向和周向兩種。圖 7尾噴管滾焊縫裂紋滾焊縫脫焊故障表現(xiàn)在滾焊的搭接體上有開口的現(xiàn)象。不過在實際使用中，在尾噴筒部位，仍然很少發(fā)現(xiàn)滾焊縫掉塊。其次，與滾焊工藝條件可能也有關(guān)系。圖 8 尾噴管安裝邊滾焊縫局部脫焊 尾噴管錐體及整流支板裂紋、脫焊尾噴管錐體裂紋大多數(shù)產(chǎn)生在整流支板附近的主體材料上，軸向和圓周方向都有。其次，出現(xiàn)在支板排氣邊和進(jìn)氣邊轉(zhuǎn)角的部位較多；整流支板內(nèi)部的支撐板裂紋也比較普遍。關(guān)于錐體和整流支板裂紋原因，一般認(rèn)為和筒體裂紋具有一致性，本節(jié)從略。 尾噴管錐體蓋磨損 尾噴管錐體蓋與渦輪盤是很靠近的，在使用過程中產(chǎn)生錐體蓋與渦輪盤相碰，而造成錐體蓋磨損故障 （圖10）。 圖 10 尾噴錐體蓋磨損產(chǎn)生錐體蓋與渦輪盤磨損故障的原因，目前有兩種不同的分析。錐體端面石棉布松動，主要是由于構(gòu)造上采用鉚接固定，固定方式是不可靠的；發(fā)動機工作到600h左右，許多固定石棉布的鉚釘松動或脫落，石棉布松動，容易產(chǎn)生堵塞均壓孔而造成上述故障。這種分析也是可能的。壓條點焊結(jié)構(gòu)使用后，仍有小量錐體蓋產(chǎn)生磨損，主要是改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)忽略了在錐體蓋通氣孔附近使用壓條，未能保證通氣孔不被堵塞。電弧焊焊接安裝邊圓孔裂紋，焊條為 CT211125（允許用 HT4/1Cr8NiTi代用）,焊條直徑 45mm，電流 3555A。圖 11 尾噴管裂紋的常見部位尾噴管野外修理范圍如下：1前后安裝邊圓孔邊距上的裂紋，數(shù)量未超過六處時，超過六處時須焊修。焊接安裝邊時，應(yīng)用夾具頂住，以防變形。氬弧焊焊接時焊絲H1Cr8NiTi直徑 ，電流4060安培。圖 13噴口的常見裂紋部位第五章 焊接維修常見缺陷及其危害焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程。其中危害最大的是焊接裂紋和氣孔。焊前，檢驗員必須確保所有焊點處于良好狀態(tài)，焊前必須清除壞點焊和炸裂的點焊。根本原因是焊接過程中，焊接本身產(chǎn)生的氣體或外部氣體進(jìn)入熔池，在熔池凝固前沒有來得及溢出熔池而殘留在焊縫中形成的。根部未熔合主要是打底過程中焊縫金屬與母材金屬以及焊接接頭未熔合；層間未熔合主要是多層多道焊接過程中層與層間的焊縫金屬未熔合。 ——在焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區(qū)出現(xiàn)的內(nèi)部開裂缺陷。造成應(yīng)力集中的原因很多，而焊縫中存在工藝缺陷是其中一個很重要的因素。脆性斷裂是一種低應(yīng)力斷裂，是結(jié)構(gòu)件在沒有塑性變形情況下，產(chǎn)生的快速突發(fā)性斷裂，其危害性很大。 　　主要原因：操作不當(dāng)，返修造成。③咬邊　　原因：⒈焊接參數(shù)選擇不對，U、I太大，焊速太慢。④弧坑　　由于收弧和斷弧不當(dāng)在焊道末端形成的低洼部分。 　　危害：⒈表面質(zhì)量差 　?、矡┑南旅娉Ｓ袣饪?、夾渣、凹坑等缺欠。⑦氣孔原因：⒈電弧保護(hù)不好，弧太長。連續(xù)氣孔則是結(jié)構(gòu)破壞的原因之一。 　　危害：較氣孔嚴(yán)重，因其幾何形狀不規(guī)則尖角、棱角對機體有割裂作用，應(yīng)力集中是裂紋的起源。 　　危害：工作面積減小，尖角易產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋⑩未熔合熔焊時焊道與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結(jié)合的部分。易造成應(yīng)力集中，是危險性較大的缺欠。在這段時間，我學(xué)到很多知識也有很多的感受。本篇論文對于我自己以后的發(fā)展有決定性的作用，我感受到無論做什么事情都必須一心一意，這是我們這些學(xué)者必須具備的學(xué)習(xí)態(tài)度，細(xì)節(jié)決定成敗。在這十二周設(shè)計的日子里得到指導(dǎo)老師王娜老師的辛勤教導(dǎo)，今天我終于將大學(xué)里所學(xué)的知識以畢業(yè)設(shè)計的形式表現(xiàn)出來。這種脫焊性質(zhì)與筒體的滾焊脫焊性質(zhì)相同。所以，這種磨損屬于一種不正常現(xiàn)象。錐體蓋設(shè)計時，端面有四個均勻壓孔，可以均衡錐體內(nèi)和渦輪盤與錐體之間的燃?xì)鈮毫Σ?。主要是通過大量的返廠錐體蓋磨損觀察，發(fā)現(xiàn)有些發(fā)動機四個均壓孔完全堵塞，石棉布也松脫嚴(yán)重，但也不產(chǎn)生上述錐體蓋鼓起現(xiàn)象。解決這種故障的辦法，在構(gòu)造上改變這種固定錐體蓋石棉布的方式是有效的；其次,保證通氣試驗合格，也能預(yù)防這種故障。它由1Cr8NiTi鋼滾焊制成 （安裝邊材料為211125），允許采用氬弧焊和電弧焊進(jìn)行焊修（電弧焊不允許焊修主體上裂紋），有條件時不得采用氣焊方法，以防尾噴管嚴(yán)重變形。氬弧焊接時，使用 H1Cr8NiTi焊絲（），電流3540A。焊縫經(jīng)打磨應(yīng)和主體齊平，但應(yīng)順滑轉(zhuǎn)接（圖12）。超過上述規(guī)定的故障，均應(yīng)送翻修工廠修理，大修廠的修理規(guī)范此處從略。噴口野外修理范圍如下：1噴口安裝邊圓孔到外緣邊距的裂紋，數(shù)量未超六處時，將裂紋處鋸槽，；2在自由狀態(tài)下，噴口凸緣 “A”之橢圓度不大于1mm，允許校正，校正后不允許有裂紋；3校正噴口導(dǎo)風(fēng)圈及安裝邊端面 “Γ”的變形，其變形量不應(yīng)大于2mm，校正后不允許有裂紋；4噴口導(dǎo)風(fēng)圈焊縫上的裂紋，總長度未超過其圓周長四分之一時，允許焊修；5噴口安裝邊焊縫裂紋總長度不超過300mm時，允許用氬弧焊或電焊焊修；6焊修處經(jīng)打磨。焊接接頭的不完整性稱為焊接缺欠，主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺欠等。接頭必須干燥。引起焊接缺陷的因素有很多，焊件坡口角度不對，裝配間隙不均勻，焊接速度不當(dāng)或運條手法不正確，焊條和角度選擇不當(dāng)，加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確，焊工的技術(shù)水平等都會影響焊接的質(zhì)量。原因是焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過程中藥皮脫落在熔池中、電弧過長、焊接角度不對、焊層過厚、焊接能量小、焊速快等。——焊口焊接時，焊縫熔深不夠，未將母材焊透。焊縫內(nèi)部存在缺陷將會引起應(yīng)力集中，焊接接頭中應(yīng)力的分布是十分復(fù)雜的。當(dāng)應(yīng)力超過缺陷前端部位金屬材料的斷裂強度時，材料就會開裂破壞，縮短使用壽命。對于特種設(shè)備，不僅會帶來財產(chǎn)的損失，也可能危害人民的生命安全，所以，一定要重視焊接接頭的質(zhì)量，為保證特種設(shè)備安全的運行，這就需要對焊接接頭進(jìn)行無損檢測。②焊縫尺寸缺欠　　尺寸不符合施工圖樣或技術(shù)要求。熔化的金屬不能及時填補熔化的缺口。 　　危害：⒈減少焊縫的截面積； 　?、不】犹幏磻?yīng)不充分容易產(chǎn)生偏析或雜質(zhì)集聚，因此在弧坑處往往有氣孔、灰渣、裂紋等。 　　原因：焊接參數(shù)選擇不當(dāng)； 坡口清理不干凈，電弧熱損失在氧化皮上，使母材未熔化。 　　⒊坡口清理不干凈。易產(chǎn)生在坡口邊緣和每層焊道之間非圓滑過渡的部位，焊道形狀突變，存在深溝的部位也易產(chǎn)生夾渣。單面焊時，焊縫熔透達(dá)不到鋼板底部；雙面焊時，兩道焊縫熔深之和小于鋼板厚度時形成。 　?、澈笚l或焊絲的擺動角度偏離正常位置，熔化金屬流動而覆蓋到電弧作用較弱的未熔化部分，容易產(chǎn)生未熔合。它具有尖銳的缺口和長寬比大的特征，易引起較高的應(yīng)力集中，而且有延伸和擴展的趨勢，所以是最危險的缺欠。使我對超聲檢測的認(rèn)識又提升了一個更高的檔次。謝 辭時光如逝，一去不復(fù)返。在此，我向所有關(guān)心和幫助過的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的感謝！衷心地祝愿在百忙之中評閱設(shè)計和參加答辯的各位老師，身體健康，工作順利，心想事成。在這十二周設(shè)計的日子里得到指導(dǎo)老師王娜老師的辛勤教導(dǎo)，今天我終于將大學(xué)里所學(xué)的知識以畢業(yè)設(shè)計的形式表現(xiàn)出來。本篇論文對于我自己以后的發(fā)展有決定性的作用，我感受到無論做什么事情都必須一心一意，這是我們這些學(xué)者必須具備的學(xué)習(xí)態(tài)度，細(xì)節(jié)決定成敗。在這段時間，我學(xué)到很多知識也有很多的感受。易造成應(yīng)力集中，是危險性較大的缺欠。 　　危害：工作面積減小，尖角易產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋⑩未熔合熔焊時焊道與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結(jié)合的部分。 　　危害：較氣孔嚴(yán)重，因其幾何形狀不規(guī)則尖角、棱角對機體有割裂作用，應(yīng)力集中是裂紋的起源。連續(xù)氣孔則是結(jié)構(gòu)破壞的原因之一。⑦氣孔原因：⒈電弧保護(hù)不好，弧太長。 　　危害：⒈表面質(zhì)量差 　　⒉燒穿的下面常有氣孔、夾渣、凹坑等缺欠。④弧坑　　由于收弧和斷弧不當(dāng)在焊道末端形成的低洼部分。③咬邊　　原因：⒈焊接參數(shù)選擇不對，U、I太大，焊速太慢。 　　主要原因：操作不當(dāng)，返修造成。脆性斷裂是一種低應(yīng)力斷裂，是結(jié)構(gòu)件在沒有塑性變形情況下，產(chǎn)生的快速突發(fā)性斷裂，其危害性很大。造成應(yīng)力集中的原因很多，而焊縫中存在工藝缺陷是其中一個很重要的因素。 ——在焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區(qū)出現(xiàn)的內(nèi)部開裂缺陷。根部未熔合主要是打底過程中焊縫金屬與母材金屬以及焊接接頭未熔合；層間未熔合主要是多層多道焊接過程中層與層間的焊縫金屬未熔合。根本