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[摘 要]介绍了我国航空发动机导管和喷杆焊接现状；讲述了自动焊（脉冲TIG）的焊接原理；通过分析构件结构及材质确定导管和喷杆自动焊的焊接参数。
[关键词]航空發动机 导管 喷杆 自动焊 脉冲TIG焊
中图分类号：V233.2+2 文献标识码：A
前言：航空发动机上导管及喷杆数量、结构种类繁多。在航空发动机领域，导管和喷杆的焊接几乎都采用手工焊接，约束了生产能力和产品质量的提高。采用脉冲TIG焊接技术的自动化焊接技术对于导管、喷杆这类尺寸小、壁薄零件的自动化水平和产品质量稳定性优势特别明显。
1设备及原理
1.1 设备
自动焊机采用的是脉冲TIG焊接技术，是焊接导管类全位置焊缝的专用设备，自带编程计算机，用来编制焊接控制程序，焊接程序可以存储在计算机和焊机存储器内，焊接时调用焊机内程序或将计算机的程序载入进焊机，通过控制器，即可自动焊接。
1.2 原理
自动焊的原理是脉冲技术在TIG焊中的应用，使TIG焊接工艺更加完善，现已成为高效，优质，经济和节能的先进焊接工艺。它可以焊接热敏性高的材料，可以进行窄间隙焊、单面焊背面成形的薄壁管件的焊接。
脉冲TIG焊采用的是低频调节的直流脉冲电流加热工件，采用直流正接方式。基值电流在一个脉冲中通过的时间，峰值电流在一个脉冲中通过的时间。电流峰值和基值电流按一定的频率周期性变化。当每一次脉冲峰值通过时，焊件上就会出现一个点状熔池，峰值停歇时，溶池开始冷凝。此时基值电流稳定的燃烧，以便下一个脉冲峰值电流通过时能够可靠的燃烧，形成新的焊点。通过合理调节脉冲峰值时间和合适的焊接速度，保证相邻焊点间有一定量的重叠量，就可获得一条连续致密的焊缝。
可见，在焊接时，焊件加热融化主要靠峰值电流及其通过的时间。
2 焊接工艺
2.1 自动焊的特点
（1）自动化程度高，生产效率高，适合批量生产。
（2）自动焊可调参数多，可精确的控制焊接热输入和熔池的形状和尺寸。
（3）可以用较小的热输入获得合格的焊缝，减少热影响区和焊接变形。
（4）焊接过程中脉冲电流对点状熔池有搅拌作用，使熔池金属凝固时易获得细晶，从而焊缝金属组织细密，可以减少热敏感材料产生裂纹的倾向。
2.2 焊接工艺参数选择
典型的焊接示意图如图2-1，图2-2所示。图2-1所示的为对接焊。图2-2所示的是插接焊接。
图2-1 对接 图2-2 插接
焊接参数的调节是保证焊接质量最主要的因素。钨极直径的大小，与待焊处的距离，以及焊件的装配对焊缝的质量也有重大的影响。工艺参数的选择一般按下列原则和步骤进行：
（1）根据焊件材料和尺寸来选择电流和焊接速度。
由于焊件焊接时一定的壁厚一定的材料的熔池的移动性是一定的，一般先根据材料来选择焊接线速度，再来选择电流，根据焊件的结构，散热情况来适当调整。同壁厚同材料不同管径之间的焊件焊接线速度是基本是一样的，因此小管径焊件比大管径的焊件转速要快。
在主要焊接阶段起始段电流较大，除用来熔化金属外还有一部分用来加热焊件，在后续焊接时，应当适当降低脉冲电流。在收弧阶段采用电流逐步衰减方法来收弧。一般收弧段与焊缝的重合量为10mm～20mm.相比而言，奥氏体不锈钢的焊接性能要比高温合金要优良，高温合金特别是GH1140熔池移动慢，合金元素含量多热裂纹倾向大，焊道中央容易出现裂纹，收弧段易产生弧坑，影响焊接质量。高温合金在收弧时需要通过增加控制段来控制焊接热输入，保证热输入平缓衰减。
（2）t0，tm和Im，I0的选择。峰值电流时间占脉冲时间的百分比Rt=tm/（t0+tm）选择与材料和焊件的结构有关。Rt值高，电流幅值比RA=Im/ I0高，脉冲特点显著，有利于克服热裂纹倾向，但是过高易咬边，需要合理调节。一般而言，高温合金的Rt，RA值要比奥氏体不锈钢要略高。焊件的结构对Rt，RA的值的选择有较大的影响。
（3）脉冲频率f的选择。脉冲频率是根据焊接速度选择的。速度越快，频率相应越大。焊道由连续的焊点组成，焊点直径的重叠量为3/4。
（4）其它辅助参数。焊接工艺参数还包括电弧长度，钨极规格，氩气流量等选择等。电弧长度一般为1～3mm，焊件其它参数一样时电弧长度长焊道相比而言会较宽，转速快的钨极与焊件间的距离应该相应的调近些，过长易偏弧。钨极端部形状对电弧的稳定性和焊缝的成型有很大的影响。采用直流正接焊接时，钨极端部应该磨成锥状，并把尖端磨平，这样阴极斑点位置稳定（活动范围较小），电弧不易晃动，焊缝成型良好。如钨极端部磨成平底或圆球状，将会造成电弧晃动而不稳定，焊缝成形变坏。如磨得过尖，电弧虽然稳定，但是电弧伞形倾向增大，端部烧损严重，焊缝成形也不佳。氩气流量要适当，过小保护不佳，过大易产生紊流易对焊接时液态金属进行冲击和带走过多的热量。
3 总结
（1）采用自动焊的薄壁管件、喷杆能够有效的提高焊接质量，减小人为因素影响。
（2）焊接质量可以稳定的固化，焊接参数固化，在操作正确下，焊件的焊接质量应该是一致的。可以成批的保证质量的生产。具有可追溯性。
（3）对于高温合金等具有合金元素较多的金属可以有效的控制裂纹倾向。
（4）自动焊可以通过精微的控制程序获得较高精度的焊接要求，热影响区小、变形小。
4参考文献
[1] 陈祝年。焊接工程师手册。机械工业出版社，北京，2002.1，ISBN 7-111-09859-5。
[2] 胡少荃，张学德，钟山。焊接工艺学。航空技工教材编审委员会。
作者简介：冯大娟（1978.03），女，籍贯，内蒙古鄂伦春旗，2002年毕业于沈阳工业学院。自毕业至今一直为导管喷嘴厂工艺员，主要从事航空发动机导管的成型及焊接等方面的技术工作。
[关键词]航空發动机 导管 喷杆 自动焊 脉冲TIG焊
中图分类号：V233.2+2 文献标识码：A
前言：航空发动机上导管及喷杆数量、结构种类繁多。在航空发动机领域，导管和喷杆的焊接几乎都采用手工焊接，约束了生产能力和产品质量的提高。采用脉冲TIG焊接技术的自动化焊接技术对于导管、喷杆这类尺寸小、壁薄零件的自动化水平和产品质量稳定性优势特别明显。
1设备及原理
1.1 设备
自动焊机采用的是脉冲TIG焊接技术，是焊接导管类全位置焊缝的专用设备，自带编程计算机，用来编制焊接控制程序，焊接程序可以存储在计算机和焊机存储器内，焊接时调用焊机内程序或将计算机的程序载入进焊机，通过控制器，即可自动焊接。
1.2 原理
自动焊的原理是脉冲技术在TIG焊中的应用，使TIG焊接工艺更加完善，现已成为高效，优质，经济和节能的先进焊接工艺。它可以焊接热敏性高的材料，可以进行窄间隙焊、单面焊背面成形的薄壁管件的焊接。
脉冲TIG焊采用的是低频调节的直流脉冲电流加热工件，采用直流正接方式。基值电流在一个脉冲中通过的时间，峰值电流在一个脉冲中通过的时间。电流峰值和基值电流按一定的频率周期性变化。当每一次脉冲峰值通过时，焊件上就会出现一个点状熔池，峰值停歇时，溶池开始冷凝。此时基值电流稳定的燃烧，以便下一个脉冲峰值电流通过时能够可靠的燃烧，形成新的焊点。通过合理调节脉冲峰值时间和合适的焊接速度，保证相邻焊点间有一定量的重叠量，就可获得一条连续致密的焊缝。
可见，在焊接时，焊件加热融化主要靠峰值电流及其通过的时间。
2 焊接工艺
2.1 自动焊的特点
（1）自动化程度高，生产效率高，适合批量生产。
（2）自动焊可调参数多，可精确的控制焊接热输入和熔池的形状和尺寸。
（3）可以用较小的热输入获得合格的焊缝，减少热影响区和焊接变形。
（4）焊接过程中脉冲电流对点状熔池有搅拌作用，使熔池金属凝固时易获得细晶，从而焊缝金属组织细密，可以减少热敏感材料产生裂纹的倾向。
2.2 焊接工艺参数选择
典型的焊接示意图如图2-1，图2-2所示。图2-1所示的为对接焊。图2-2所示的是插接焊接。
图2-1 对接 图2-2 插接
焊接参数的调节是保证焊接质量最主要的因素。钨极直径的大小，与待焊处的距离，以及焊件的装配对焊缝的质量也有重大的影响。工艺参数的选择一般按下列原则和步骤进行：
（1）根据焊件材料和尺寸来选择电流和焊接速度。
由于焊件焊接时一定的壁厚一定的材料的熔池的移动性是一定的，一般先根据材料来选择焊接线速度，再来选择电流，根据焊件的结构，散热情况来适当调整。同壁厚同材料不同管径之间的焊件焊接线速度是基本是一样的，因此小管径焊件比大管径的焊件转速要快。
在主要焊接阶段起始段电流较大，除用来熔化金属外还有一部分用来加热焊件，在后续焊接时，应当适当降低脉冲电流。在收弧阶段采用电流逐步衰减方法来收弧。一般收弧段与焊缝的重合量为10mm～20mm.相比而言，奥氏体不锈钢的焊接性能要比高温合金要优良，高温合金特别是GH1140熔池移动慢，合金元素含量多热裂纹倾向大，焊道中央容易出现裂纹，收弧段易产生弧坑，影响焊接质量。高温合金在收弧时需要通过增加控制段来控制焊接热输入，保证热输入平缓衰减。
（2）t0，tm和Im，I0的选择。峰值电流时间占脉冲时间的百分比Rt=tm/（t0+tm）选择与材料和焊件的结构有关。Rt值高，电流幅值比RA=Im/ I0高，脉冲特点显著，有利于克服热裂纹倾向，但是过高易咬边，需要合理调节。一般而言，高温合金的Rt，RA值要比奥氏体不锈钢要略高。焊件的结构对Rt，RA的值的选择有较大的影响。
（3）脉冲频率f的选择。脉冲频率是根据焊接速度选择的。速度越快，频率相应越大。焊道由连续的焊点组成，焊点直径的重叠量为3/4。
（4）其它辅助参数。焊接工艺参数还包括电弧长度，钨极规格，氩气流量等选择等。电弧长度一般为1～3mm，焊件其它参数一样时电弧长度长焊道相比而言会较宽，转速快的钨极与焊件间的距离应该相应的调近些，过长易偏弧。钨极端部形状对电弧的稳定性和焊缝的成型有很大的影响。采用直流正接焊接时，钨极端部应该磨成锥状，并把尖端磨平，这样阴极斑点位置稳定（活动范围较小），电弧不易晃动，焊缝成型良好。如钨极端部磨成平底或圆球状，将会造成电弧晃动而不稳定，焊缝成形变坏。如磨得过尖，电弧虽然稳定，但是电弧伞形倾向增大，端部烧损严重，焊缝成形也不佳。氩气流量要适当，过小保护不佳，过大易产生紊流易对焊接时液态金属进行冲击和带走过多的热量。
3 总结
（1）采用自动焊的薄壁管件、喷杆能够有效的提高焊接质量，减小人为因素影响。
（2）焊接质量可以稳定的固化，焊接参数固化，在操作正确下，焊件的焊接质量应该是一致的。可以成批的保证质量的生产。具有可追溯性。
（3）对于高温合金等具有合金元素较多的金属可以有效的控制裂纹倾向。
（4）自动焊可以通过精微的控制程序获得较高精度的焊接要求，热影响区小、变形小。
4参考文献
[1] 陈祝年。焊接工程师手册。机械工业出版社，北京，2002.1，ISBN 7-111-09859-5。
[2] 胡少荃，张学德，钟山。焊接工艺学。航空技工教材编审委员会。
作者简介：冯大娟（1978.03），女，籍贯，内蒙古鄂伦春旗，2002年毕业于沈阳工业学院。自毕业至今一直为导管喷嘴厂工艺员，主要从事航空发动机导管的成型及焊接等方面的技术工作。