航空发动机用垫片焊接要求

前言

很多人应该看过这个新闻，某老太太在机场坐飞机的时候，往航空发动机里扔进去几枚硬 币，美其名曰求神保平安。实际上，这种行为是非常危险的，是极其不可取的，不仅不能获得所谓的庇佑，反而会因为外来物的影响，导致发动机的运转出问题，严重危害飞行安全。

我们知道，现代航空发动机由大大小小几十万个零件组装而成，为了确保发动机的正常运转，对外来物的控制是极其严格的。比如在装配线上，欧美航空制造商建立了非常严格的制度，每一个工具，扳手、改锥都带编号，在工具箱或架上的固定位置或者使用具有防呆设计的凹凸模子，班后由专人清点。

航空发动机里有一些非常小的零件，安装的时候如果不慎丢失，最严重的情况就是掉进核心机里，卡住转动件或者造成其它危害。本文将给大家介绍航空发动机用的一个非常小的零件：垫片，并以支架上的垫片要求焊接为例。

垫片的使用

很多人都看过，发动机的外围有很多管子，有走油的，有走气的。这些管子除了进出口的固定以外，在管路之间的位置往往需要支架进行固定。

大家平时家里安装个螺母、螺帽的时候，是不是都会用上垫片？航空发动机也是一样的。但是这个垫片实在是又小又轻，安装的时候非常容易弄丢。如果丢进发动机的核心机里，产生外来物，后果不堪设想。怎么办？

设计

从设计者角度，首先要问几个问题。这是不是客户接口要求？零件内部接口要求吗？需要与配件选配吗？是否寿命控制件？对于这个垫片小零件而言，答案都是否，那就简单多了。

焊接方式是最佳选择，即把小垫片与支架焊接起来，就完美避免垫片的丢失带来的风险。

从材料选择看，因为发动机的外围温度，大部分都是选用不锈钢。其优势是耐蚀性能好，焊接性能佳，成本低。

从尺寸上看，垫片的几个尺寸，厚度、外径、内径，发展到现在已经都是标准件了，有规范可以参考选用。

焊接要求

垫片与支架的焊缝形式，根据相对应的位置关系，如果支架足够大，可以用角焊缝，但是如果空间位置不够实施角焊缝，那就只能在侧面进行类似坡口焊缝的焊接。对于坡口焊缝形式，有2点注意事项：一是熔深要求，二是别忘了打磨掉焊缝的余高。

焊接的时候是一圈满焊，还是离散的焊点？如果是后者，几个焊点合适呢？航空发动机对重量的控制要求是很严格的，满焊会增加太多重量；另外，支架和垫片都很薄，满焊的时候拘束过大、热输入过大，必然导致零件变形。所以，通常不会整圈满焊。离散的焊点，如果1个，有所谓的“单点失效”的风险，3个又多了，所以2个焊点，不多不少。前人真的很聪明，值得学习。

新的问题来了，2个离散的焊点位置这么分布呢？一种方法是对称180°一个，这个比较好理解；另一种方法是新建一个规则。垫片或者孔不是圆对称的吗？那先给出一根对称轴作为参考线，两个焊点位于参考线的两侧，对称分布，角度按照零件设计要求确定。

除了以上，还有一些注意事项。比如，焊缝不能高出垫片的厚度，否则安装的时候，可想而知，螺母落不到底部，拧不紧就起不到固定作用。高出的焊缝打磨掉即可。

再比如，垫片是不是会跟支架分离，导致两者之间有空隙、不贴实。所以，这个间隙会有要求，一般不超过5道。

另外还有焊丝的选择、焊点的长度、焊角高度、垫片允许的熔化量，等等问题，这些又该怎么确定呢？这个跟应力、强度、尺寸、寿命的计算有关。国外的航空企业经过多年的摸索，都有一套比较成熟的技术规范，对相关的指标设置了详细具体的要求。

结论

有人说，航空发动机的零件都是艺术品。诚然，就连这个小小的垫片焊接就有这么多的学问。知其然，知其所以然非常重要。