机械工程学报

作者：陈祉旭, 陈远航, 李晨星, 杨春利

单位：哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室 哈尔滨 150001

关键词：GTA电弧熔丝沉积,叶片修复,加工路径规划,焊枪姿态控制,成形控制；

基金：国家科技重大专项资助项目(J2019-VII-0004-0144)。

电弧熔丝沉积修复航空发动机高压压气机叶片是一项技术难题，焊枪固定姿态沉积容易造成修复区成形与数模的偏差。面向整体叶盘叶片修复技术需求，提出适用于叶片修复的钨极气体保护电弧(Gas tungsten arc, GTA)熔丝沉积路径规划和焊枪姿态控制规划方法，主要通过控制侧倾角使焊枪在沉积过程中跟随叶片型面倾斜改善成形。结果表明，焊枪侧倾改变了电弧压力分布，促进液态金属向内侧边缘的填充，增大沉积宽度；并且侧倾角越大，液态金属同时越容易向外侧铺展，降低沉积塌陷风险。焊枪侧倾姿态沉积的侧壁波纹度相比垂直姿态沉积降低约0.4 mm，有效厚度提高约0.44 mm，表面粗糙度降低约12.7%。实际修复的叶片没有明显沉积缺陷，避免了焊枪垂直姿态沉积时的成形偏差。最小单边加工余量约0.88 mm，为精加工提供保障。沉积过程中控制焊枪姿态将为提高复杂曲面结构的成形能力提供方法参考。

来源：2025年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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