CN107313983A - 一种压气机用叶片式扩压器组件及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压气机用叶片式扩压器组件及其装配方法，该压气机用叶片式扩压器组件包括前盖、后盖和叶片式扩压器，所述叶片式扩压器与所述前盖、后盖的进行焊接的叶片叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一凸台，且该凸台与叶片基体的结合强度与基材相当；所述前盖、后盖与所述叶片式扩压器的焊接处设有适于该凸台穿过的叶型槽，以使该凸台穿过叶型槽凸出设置在前盖、后盖的外侧，所述凸台与所述前盖、后盖的外侧焊接固定，降低了焊接难度，焊缝处于前盖、后盖的相对外侧，避免对前盖、后盖内部的进气通道造成影响，得到的压气机用叶片式扩压器组件牢固可靠，易于焊接。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体是一种压气机用叶片式扩压器组件及其装配方法。
背景技术
离心式压气机等叶轮式压气机相对于往复式压气机，具有效率高、体积小、重量轻及运转平稳等优势。叶片式扩压器是离心压气机的重要组成部分，其作用是将离心叶轮出口的气流方向按希望的角度偏转，提高扩压能力，并扩大压气机稳定运行工况范围。
现有的压气机叶片式扩压器组件安装时，需要将叶片式扩压器与前、后盖板组合钎焊成为组件，如图1所示，装配时，需要沿叶片1周缘将叶片与前盖2、后盖3接触的地方进行钎焊（即焊接点4），由于焊缝非常狭长，且在较为狭小的空间内进行焊接，难度高，焊合成功率较低，影响效率，同时使用过程中极易出现脱焊的情况，存在安全隐患；且焊缝处于前盖、后盖之间的流道内，影响压气机进气流道的光滑度，影响压气机的进气效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焊接牢靠、焊合率高、不影响压气机进气效率的压气机用叶片式扩压器组件及其装配方法。
为了解决上述问题，本发明提供了一种压气机用叶片式扩压器组件，所述压气机用叶片式扩压器组件包括前盖、后盖和叶片式扩压器，所述叶片式扩压器与所述前盖、后盖的进行焊接的叶片叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一凸台，且该凸台与叶片基体的结合强度与基材相当；所述前盖、后盖与所述叶片式扩压器的焊接处设有适于该凸台穿过的叶型槽，以使该凸台穿过叶型槽凸出设置在前盖、后盖的外侧，所述凸台与所述前盖、后盖的外侧焊接固定，降低了焊接难度，焊缝处于前盖、后盖的相对外侧，避免对前盖、后盖内部的进气通道造成影响，得到的压气机用叶片式扩压器组件牢固可靠，易于焊接。
进一步，所述叶片叶尖处3D打印增材制造所用材料选择与基材相同的0Cr17Ni4Cu4Nb粉末，该粉末的粒径规格为-90目，得到的凸台的强度与基材的强度相近。
进一步，所述叶型槽采用电加工方式获得，得到的叶型槽精度高，前盖、后盖的变形量小。
进一步，所述凸台与所述前盖、后盖的外侧使用激光焊进行焊接固定，焊合率高，更为牢固。
进一步，所述后盖为机加件，采用机加工方式车削获得，不易变形，避免焊接时后盖变形，影响压气机进气流道的光滑度。
上述压气机用叶片式扩压器组件的装配方法，包括如下步骤：
A、在扩压器叶片叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一与基材强度相当的凸台。
B、使用电加工方式在前盖、后盖与所述叶片式扩压器的焊接处加工出适于该凸台穿过的叶型槽。
C、将凸台穿过叶型槽凸出设置在前盖、后盖的外侧，使用激光焊将所述凸台与所述前盖、后盖的外侧进行焊接固定。
进一步，所述步骤A中，叶尖处3D打印增材制造所用材料选择与基材相同的0Cr17Ni4Cu4Nb粉末，该粉末的粒径规格为-90目，得到的凸台的强度与基材的强度相近。
进一步，所述步骤B中，所述后盖为机加件，采用机加工方式车削获得，不易变形。
发明的技术效果：（1）本发明的压气机用叶片式扩压器组件，相对于现有技术，采用3D打印增材制造的方式增长出一与基材强度相当的凸台，将叶片与前盖、后盖的焊接位置改在前盖、后盖的外侧，降低了焊接难度，易于操作，同时避免焊接影响进气流道的光滑度，提高了扩压器减速增压效果，保证压气机稳定工作；（2）使用激光焊将所述凸台与所述前盖、后盖的外侧进行焊接固定，焊合率大幅提高，牢固程度大幅提高；（3）后盖由钣金件改为机加件以提高流道面的面轮廓度，避免焊接影响进气流道的光滑度；（4）本发明适于航空发动机静子叶片缺陷修复领域，采用发明可以减少航空发动机静子叶片加工和使用过程中产生的缺陷（如外物损伤造成的严重缺口或机加造成的严重啃刀缺陷）导致的报废，降低发动机的生产维修成本并缩减一定的生产周期，提高市场竞争力。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本现有技术的压气机用叶片式扩压器组件的装配示意图；
图2是本发明的压气机用叶片式扩压器组件的装配示意图。
图中：叶片1，前盖2，后盖3，焊接点4，凸台5。
具体实施方式
实施例1 如图2所示，本实施例的压气机用叶片式扩压器组件，包括前盖2、后盖3和叶片式扩压器，叶片式扩压器与前盖2、后盖3的进行焊接的叶片1叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一凸台5，叶尖处3D打印增材制造所用材料选择与基材相同的0Cr17Ni4Cu4Nb粉末，该粉末的粒径规格为-90目，得到的凸台的强度与基材的强度相近。前盖2、后盖3与叶片式扩压器的焊接处采用电加工方式加工出适于该凸台5穿过的叶型槽，以使该凸台5穿过叶型槽凸出设置在前盖2、后盖3的外侧，使用激光焊将凸台5与前盖2、后盖3的外侧焊接固定，降低了焊接难度，焊缝处于前盖2、后盖3的相对外侧，避免对前盖2、后盖3内部的进气通道造成影响，得到的压气机用叶片式扩压器组件牢固可靠，易于焊接。后盖3为机加件，采用机加工方式车削获得，不易变形，避免焊接时后盖变形，影响压气机进气流道的光滑度。
上述压气机用叶片式扩压器组件装配时，包括如下步骤：
A、在扩压器叶片1叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一与基材强度相当的凸台5，3D打印增材制造所用材料选择与基材相同的0Cr17Ni4Cu4Nb粉末，该粉末的粒径规格为-90目，得到的凸台5的强度与基材的强度相近。
B、使用电加工方式在前盖2、后盖3与叶片式扩压器的焊接处加工出适于该凸台5穿过的叶型槽。
C、将凸台5穿过叶型槽凸出设置在前盖2、后盖3的外侧，使用激光焊将凸台5与前盖2、后盖3的外侧进行焊接固定。
本发明的压气机用叶片式扩压器组件，采用3D打印增材制造的方式增长出一与基材强度相当的凸台，将叶片与前盖、后盖的焊接位置改在前盖、后盖的外侧，降低了焊接难度，易于操作，同时避免焊接影响进气流道的光滑度，提高了扩压器减速增压效果，保证压气机稳定工作；使用激光焊将所述凸台与所述前盖、后盖的外侧进行焊接固定，焊合率大幅提高，牢固程度大幅提高；后盖由钣金件改为机加件以提高流道面的面轮廓度，避免焊接影响进气流道的光滑度；本发明适于航空发动机静子叶片缺陷修复领域，采用发明可以减少航空发动机静子叶片加工和使用过程中产生的缺陷（如外物损伤造成的严重缺口或机加造成的严重啃刀缺陷）导致的报废，降低发动机的生产维修成本并缩减一定的生产周期，提高市场竞争力。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种压气机用叶片式扩压器组件，其特征在于，包括：前盖（2）、后盖（3）和叶片式扩压器，所述叶片式扩压器与所述前盖（2）、后盖（3）的进行焊接的叶片（1）叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一凸台（5），且该凸台（5）与叶片基体的结合强度与基材相当；所述前盖（2）、后盖（3）与所述叶片式扩压器的焊接处设有适于该凸台（5）穿过的叶型槽，以使该凸台（5）穿过叶型槽凸出设置在前盖（2）、后盖（3）的外侧，所述凸台（5）与所述前盖（2）、后盖（3）的外侧焊接固定，以使焊缝处于前盖（2）、后盖（3）的相对外侧。
2.根据权利要求1所述的压气机用叶片式扩压器组件，其特征在于，所述叶片（1）叶尖处3D打印增材制造所用材料选择与基材相同的0Cr17Ni4Cu4Nb粉末，该粉末的粒径规格为-90目。
3.根据权利要求2所述的压气机用叶片式扩压器组件，其特征在于，所述叶型槽采用电加工方式获得。
4.根据权利要求3所述的大压气机用叶片式扩压器组件，其特征在于，所述凸台（5）与所述前盖（2）、后盖（3）的外侧使用激光焊进行焊接固定。
5.根据权利要求4所述的压气机用叶片式扩压器组件，其特征在于，所述后盖（3）为机加件，采用机加工方式车削获得。
6.根据权利要求1-5之一所述的压气机用叶片式扩压器的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在扩压器叶片（1）叶尖处通过3D打印增材制造的方式增长出一与基材强度相当的凸台（5）；
B、使用电加工方式在前盖（2）、后盖（3）与所述叶片式扩压器的焊接处加工出适于该凸台（5）穿过的叶型槽；
C、将凸台（5）穿过叶型槽凸出设置在前盖（2）、后盖（3）的外侧，使用激光焊将所述凸台（5）与所述前盖（2）、后盖（3）的外侧进行焊接固定。
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