國外基于航空發(fā)動機(jī)葉片維修巨大的經(jīng)濟(jì)價值，從上個世紀(jì)60年代開始，就已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和裝備的研制。在本世紀(jì)初，歐美等國的自動焊接修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成熟，并且推向了市場。

中國由于沒有形成自己核心的技術(shù)體系和裝備體系，到目前為止，發(fā)動機(jī)葉片的焊接修復(fù)全部都是送修國外。如果國外對相關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)行限制，中國進(jìn)入大修周期的發(fā)動機(jī)將不可避免的出現(xiàn)停場，相應(yīng)的飛機(jī)也會出現(xiàn)停飛的現(xiàn)象。

如果通過更換構(gòu)件的方式來改善發(fā)動機(jī)的性能使它能夠飛行，這將是一條技術(shù)途徑，但是問題就是會造成服役成本急劇增加。中國民航MRO企業(yè)國際市場競爭力逐漸下降，這是中國民航面臨的第一個技術(shù)問題。第二個技術(shù)問題，現(xiàn)在先進(jìn)的民航發(fā)動機(jī)由于設(shè)計(jì)的改變，所以發(fā)動機(jī)的構(gòu)型非常的復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的手工焊接方式已經(jīng)無法滿足技術(shù)要求，新的維修手冊中強(qiáng)制要求，必須使用自動焊接修復(fù)技術(shù)。

我們對整個葉片焊接修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，認(rèn)為存在三個技術(shù)難點(diǎn)。第一個技術(shù)難點(diǎn)，制造葉片的材料都是鈦合金、鎳合金，這些材料可焊性非常差，對焊接工藝的過程控制和溫度控制提出了更高的要求。第二個技術(shù)難點(diǎn)，葉片是一個復(fù)雜的空間構(gòu)型，中間厚兩頭薄，尤其是葉片的前后緣，最薄的地方達(dá)到0.1~0.2mm，在這些條件限制下焊接成型非常困難，這對我們這套技術(shù)裝備控制精度和響應(yīng)速度、定位精度都提出了更高的要求。第三是面臨市場的問題，焊接修復(fù)的成本不僅僅局限在葉片的焊接修復(fù)成本上，還要覆蓋整個維修的效率以及對操作人員的技術(shù)要求上。

我們這套系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)主要在以下五點(diǎn)：第一、摒棄了傳統(tǒng)的人工視校的方式，采用機(jī)器視覺進(jìn)行軌跡和工藝的規(guī)劃，提高精度和效率。第二、我們開發(fā)了焊接熔池動態(tài)監(jiān)視和工藝參數(shù)的實(shí)時調(diào)整技術(shù)，用于提高焊接修復(fù)的質(zhì)量。第三、抽送絲技術(shù)與傳統(tǒng)焊接抽送絲技術(shù)不同，減少了焊接過程中焊絲的氧化暴露，提高了焊接的質(zhì)量。第四、我們對熔覆過程的溫度場和流場進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，用以支撐柔性夾持工裝的改進(jìn)和開發(fā)。第五、我們基于多年的焊接修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了葉片前后緣精密成型控制技術(shù)。

上圖右邊這兩三個圖，就是我們焊接出來的葉片，它的前后緣是非常飽滿的，在刀尖上的焊接葉片，能達(dá)到這個質(zhì)量是比較困難的。左邊是沒有采用精密成型控制技術(shù)焊出來的，無法滿足葉片焊接修復(fù)質(zhì)量要求的。

與國外先進(jìn)型號發(fā)動機(jī)相比較，我們的設(shè)備在暫載率和成型精度上都達(dá)到了國外先進(jìn)的水平。在熔覆過程顯示的清晰度以及焊縫的可修復(fù)的范圍、定位精度、重復(fù)精度上都比國外的設(shè)備優(yōu)秀。我們有自適用軌跡規(guī)劃技術(shù)和開放的專家?guī)?，所以一個葉片從焊接程序的編輯到最后的焊接大概需要20分鐘左右，而與之相對應(yīng)的是國外的焊接修復(fù)裝備，只是程序的編輯就至少需要10天以上，所以我們的效率是非常高的，而且對操作人員的技術(shù)要求也比較低，大概需要兩三天的培訓(xùn)就可上崗。

這是我們研發(fā)的焊接修復(fù)的樣機(jī)。我們完成工藝規(guī)劃及軌跡規(guī)劃以后，整個焊接過程都是自動化的，包括焊接熔池的保護(hù)、前緣的精密成型以及焊接過程中動態(tài)參數(shù)的精密控制、后緣的成型以及收弧的工藝控制都實(shí)現(xiàn)了自動化，無需人員的干預(yù)。

從成熟度來看，我們的設(shè)備已經(jīng)完成了工程化樣機(jī)研制，從穩(wěn)定性、可靠性、焊接精度、焊接質(zhì)量上都得到了充分驗(yàn)證，現(xiàn)在正在民航領(lǐng)域進(jìn)行推廣。這是我們這套系統(tǒng)參加民航科教成果展第一屆展覽時的照片，當(dāng)時馮正霖局長、徐濱士院士以及中國焊接學(xué)會理事長馮驥才教授對裝備給予了很高的評價。以上是我們這套設(shè)備的簡單介紹，謝謝。