國(guó)外基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片維修巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從上個(gè)世紀(jì)60年代開(kāi)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(guó)的自動(dòng)焊接修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成熟，并且推向了市場(chǎng)。

中國(guó)由于沒(méi)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(dòng)機(jī)葉片的焊接修復(fù)全部都是送修國(guó)外。如果國(guó)外對(duì)相關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)行限制，中國(guó)進(jìn)入大修周期的發(fā)動(dòng)機(jī)將不可避免的出現(xiàn)停場(chǎng)，相應(yīng)的飛機(jī)也會(huì)出現(xiàn)停飛的現(xiàn)象。

如果通過(guò)更換構(gòu)件的方式來(lái)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能使它能夠飛行，這將是一條技術(shù)途徑，但是問(wèn)題就是會(huì)造成服役成本急劇增加。中國(guó)民航MRO企業(yè)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力逐漸下降，這是中國(guó)民航面臨的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)在先進(jìn)的民航發(fā)動(dòng)機(jī)由于設(shè)計(jì)的改變，所以發(fā)動(dòng)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(wú)法滿足技術(shù)要求，新的維修手冊(cè)中強(qiáng)制要求，必須使用自動(dòng)焊接修復(fù)技術(shù)。

我們對(duì)整個(gè)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(gè)技術(shù)難點(diǎn)。第一個(gè)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(duì)焊接工藝的過(guò)程控制和溫度控制提出了更高的要求。第二個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，葉片是一個(gè)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(duì)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(chǎng)的問(wèn)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(gè)維修的效率以及對(duì)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(jué)進(jìn)行軌跡和工藝的規(guī)劃，提高精度和效率。第二、我們開(kāi)發(fā)了焊接熔池動(dòng)態(tài)監(jiān)視和工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)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(guò)程中焊絲的氧化暴露，提高了焊接的質(zhì)量。第四、我們對(duì)熔覆過(guò)程的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，用以支撐柔性?shī)A持工裝的改進(jìn)和開(kāi)發(fā)。第五、我們基于多年的焊接修復(fù)的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)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(gè)圖，就是我們焊接出來(lái)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(gè)質(zhì)量是比較困難的。左邊是沒(méi)有采用精密成型控制技術(shù)焊出來(lái)的，無(wú)法滿足葉片焊接修復(fù)質(zhì)量要求的。

與國(guó)外先進(jìn)型號(hào)發(fā)動(dòng)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(guó)外先進(jìn)的水平。在熔覆過(guò)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(guó)外的設(shè)備優(yōu)秀。我們有自適用軌跡規(guī)劃技術(shù)和開(kāi)放的專家?guī)?，所以一個(gè)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(duì)應(yīng)的是國(guó)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(duì)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(gè)焊接過(guò)程都是自動(dòng)化的，包括焊接熔池的保護(hù)、前緣的精密成型以及焊接過(guò)程中動(dòng)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(dòng)化，無(wú)需人員的干預(yù)。

從成熟度來(lái)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(shí)的照片，當(dāng)時(shí)馮正霖局長(zhǎng)、徐濱士院士以及中國(guó)焊接學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)馮驥才教授對(duì)裝備給予了很高的評(píng)價(jià)。以上是我們這套設(shè)備的簡(jiǎn)單介紹，謝謝。