航空发动机钛合金整体叶盘加工

  线性摩擦焊属于固相焊接方法，焊缝是致密的锻造组织，接头性能优异，工艺适应能力强，可焊接材料面广，其最大的优势可实现特殊结构(如空心叶片整体叶盘结构)、异种材料的焊接;焊接过程无电弧、射线辐射等污染，是一种高效、节能、环保的绿色焊接技术。

  采用线性摩擦焊加工整体叶盘与用其他加工方法相比具有突出的经济效益，受到了西方发达国家的青睐。对于线性摩擦焊技术，西方各个大的发动机公司早在20世纪80年代就开始线性摩擦焊制造技术及整体叶盘结构制造相关的试验研究工作。

  线性摩擦焊技术最早出现于英国1969年专利，20世纪80年代英国剑桥焊接研究所研制的线性摩擦焊机，可焊接方形、圆形、多边形等不规则截面的金属和塑料构件。罗罗和MTU等公司推动和发展了这种新设备和新技术，2000年开始用于EJ200和F119等发动机部分整体叶盘的制造。

  自1988年开始实施的美国综合高性能涡轮发动机技术计划(IHPTET)到2005年已基本完成，历经18年，耗资约60亿美元，研究内容涉及线性摩擦焊工艺装备、接头性能和基础研究，完成了整体叶盘的综合验证、带整体叶盘转子的两级前掠风扇的修理研究等，其成果已应用到许多军民用发动机的新型号研制和现有型号的改进改型上。

  欧盟耗资近400万欧元，于2006年完成了双性能钛合金线性摩擦焊整体叶盘研制的DUTIFRISK计划，利用线性摩擦焊加工出异种钛合金的双组织、双性能整体叶盘，使得轮盘和叶片都能选用最佳使用状态的材料，来保证最佳性能。

  国外线性摩擦焊接技术已相当成熟，用来制造整体叶盘的配套技术也日趋完善，叶盘焊接后组合精加工余量很小。先将叶片夹紧在专用夹具上，并使叶片和轮盘的位置对齐，然后将叶片沿特定方向高速振动，在叶片和轮盘叶根接触面产生一个很窄的摩擦加热区，当加热区的温度达到一定的要求的温度时即停止振动，在叶片与轮盘施加顶锻力使其焊接在一起，最后通过数控清根设备将焊后的飞边和装夹凸台去除，并将焊接接头部位加工成适合的叶型。

  罗罗公司和MTU公司已用线性摩擦焊技术成功制造了宽弦空心风扇叶片整体叶盘，将为JSF的发动机提供LFW焊接的整体叶盘。

  可以看出，西方发达国家在线性摩擦焊工艺技术的研究及专用设备的研制方面都已达到工程化应用水平，而且已在先进发动机型号研制中得到成功应用。

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