Процеси відновлення зварюванням та паянням лопаток газотурбінних двигунів з важкозварюваних сплавів на нікелевій та титановій основі - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник: Ющенко Костянтин Андрійович, академік НАН України, доктор технічних наук, професор Інститут електрозварювання ім. Офіційні опоненти: Іщенко Анатолій Якович, член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, с.н.с. Квасницький Віктор Вячеславович, кандидат технічних наук, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Захист відбудеться "10" жовтня 2007 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 при Інституті електрозварювання ім. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту електрозварювання ім.Важливою науково-технічною проблемою є створення ресурсозберігаючих технологій, які стосуються питання підвищення довговічності деталей машин і механізмів шляхом їхнього ремонту. Для найбільш навантажених лопаток вентилятора і компресора авіаційних ГТД використовуються матеріали з обмеженою здатністю до зварювання, що не дає можливості відновлення властивостей ушкоджених лопаток в повній мірі. Запоріжжя), що були проведені з ініціативи і за особистої участі автора, а саме "Дослідження залежностей структурного стану і механічних властивостей зварних зєднань титанового сплаву ВТЗ-1 від режимів зварювання та термічної обробки"; "Дослідження технологій ремонту зварюванням робочих лопаток вентилятора з забезпеченням оптимальної міцності в зоні швів. Роботи були направлені на розвязання наукової проблеми підвищення ресурсу експлуатації лопаток газотурбінних двигунів із важкозварюваних сплавів на нікелевій і титановій основах шляхом їх відновлення зварюванням та паянням. Розробити й вдосконалити промислові технологічні процеси відновлення високо навантажених лопаток з високоміцних титанових і жароміцних нікелевих сплавів газоповітряного тракту газотурбінних авіадвигунів з метою продовження ресурсу їхньої роботи.На лопатку діють: - високі механічні навантаження, повязані з роботою при окружних швидкостях обертання на рівні звукової, з високими швидкостями газоповітряного потоку і вібраційними навантаженнями. Аналіз конструкційних матеріалів і існуючих технологій ремонту лопаток показав, що при сучасному рівні розвитку науково-практичних знань далеко не всі лопатки можуть бути відновлені. Виходячи з проведеної класифікації ушкоджень і аналізу їхнього місця розташування на робочій лопатці вентилятора показано, що розташування дефектів в основному не збігається з зонами дії найбільших робочих напружень на лопатці. Таким чином, у зонах з робочими напруженнями середнього і низького рівня можливе виконання ремонту матеріалами і методами, що забезпечують рівень механічних властивостей реальних зварних зєднань вище, ніж діючі навантаження в лопатці. В залежності від розташування місць руйнування на лопатці зі сплаву ЖС 6У-ВІ й умов зварювання при ремонті, в зєднанні можуть утворюватися макро-і мікротріщини як після зварювання, так і після термообробки.На прикладі авіадвигунів Д-36 и Д-18Т, для лопаток компресора і турбіни вивчено напружений стан в тілі лопатки в реальних умовах експлуатації. Установлено нерівномірність навантаження деталей і градієнтний характер розподілу напружень та температурних полів по тілу лопатки. Запропоновано розрахункові методи, що дозволяють одержати графічний розподіл полів напружень в лопатці при її експлуатації з ціллю вибору способу і матеріалів для відновлення дефектних деталей та забезпеченням розрахункових характеристик міцності в ремонтних зонах та конструктивної міцності виробу в цілому. Доказано, що в основу розробки технології відновлення лопаток повинно бути покладено градієнтно-міцністний підхід до вибору технологій, матеріалів та методів обробки зварних зєднань. Розроблено експрес-метод оцінки зварюваності складнолегованого металу лопатки після тривалої експлуатації під впливом високотемпературного газового середовища і силових навантажень.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ