國外基于航空發(fā)動機葉片維修巨大的經濟價值，從上個世紀60年代開始，就已經進行了相關技術的研發(fā)和裝備的研制。在本世紀初，歐美等國的自動焊接修復技術已經成熟，并且推向了市場。

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

如果通過更換構件的方式來改善發(fā)動機的性能使它能夠飛行，這將是一條技術途徑，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問題。第二個技術問題，現(xiàn)在先進的民航發(fā)動機由于設計的改變，所以發(fā)動機的構型非常的復雜，采用傳統(tǒng)的手工焊接方式已經無法滿足技術要求，新的維修手冊中強制要求，必須使用自動焊接修復技術。

我們對整個葉片焊接修復技術進行了系統(tǒng)的分析，認為存在三個技術難點。第一個技術難點，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。第二個技術難點，葉片是一個復雜的空間構型，中間厚兩頭薄，尤其是葉片的前后緣，最薄的地方達到0.1~0.2mm，在這些條件限制下焊接成型非常困難，這對我們這套技術裝備控制精度和響應速度、定位精度都提出了更高的要求。第三是面臨市場的問題，焊接修復的成本不僅僅局限在葉片的焊接修復成本上，還要覆蓋整個維修的效率以及對操作人員的技術要求上。

我們這套系統(tǒng)創(chuàng)新點主要在以下五點：第一、摒棄了傳統(tǒng)的人工視校的方式，采用機器視覺進行軌跡和工藝的規(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)的實時調整技術，用于提高焊接修復的質量。第三、抽送絲技術與傳統(tǒng)焊接抽送絲技術不同，減少了焊接過程中焊絲的氧化暴露，提高了焊接的質量。第四、我們對熔覆過程的溫度場和流場進行了系統(tǒng)的分析，用以支撐柔性夾持工裝的改進和開發(fā)。第五、我們基于多年的焊接修復的經驗，開發(fā)了葉片前后緣精密成型控制技術。

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，能達到這個質量是比較困難的。左邊是沒有采用精密成型控制技術焊出來的，無法滿足葉片焊接修復質量要求的。

與國外先進型號發(fā)動機相比較，我們的設備在暫載率和成型精度上都達到了國外先進的水平。在熔覆過程顯示的清晰度以及焊縫的可修復的范圍、定位精度、重復精度上都比國外的設備優(yōu)秀。我們有自適用軌跡規(guī)劃技術和開放的專家?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，而與之相對應的是國外的焊接修復裝備，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要求也比較低，大概需要兩三天的培訓就可上崗。

這是我們研發(fā)的焊接修復的樣機。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、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現(xiàn)了自動化，無需人員的干預。

從成熟度來看，我們的設備已經完成了工程化樣機研制，從穩(wěn)定性、可靠性、焊接精度、焊接質量上都得到了充分驗證，現(xiàn)在正在民航領域進行推廣。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，當時馮正霖局長、徐濱士院士以及中國焊接學會理事長馮驥才教授對裝備給予了很高的評價。以上是我們這套設備的簡單介紹，謝謝。