01 參賽嘉賓



02 企業(yè)&項目簡介



  企業(yè)簡介:


中國民航大學(xué)是中國民用航空局直屬的一所以培養(yǎng)民航高級工程技術(shù)和管理人才為主的高等學(xué)府。其下屬的天津市民用航空器適航與維修重點實驗室在民用航空發(fā)動機關(guān)鍵零部件制造及維修工藝開發(fā)領(lǐng)域居國內(nèi)領(lǐng)先水平,在航空器適航審定技術(shù)研究方面居國際先進水平。航空發(fā)動機篦齒損傷修復(fù)技術(shù)、高壓油路管件接頭釬焊、航空發(fā)動機系列封嚴(yán)涂層等十余項成果成功應(yīng)用到海軍、空軍、民航發(fā)動機關(guān)重件的生產(chǎn)及維修,創(chuàng)造經(jīng)濟價值數(shù)億元。


  項目簡介:


航空發(fā)動機葉片自動焊接修復(fù)裝備項目針對航空發(fā)動機葉片焊接修復(fù)特點,自主設(shè)計適用于發(fā)動機葉片堆焊修復(fù)的低弧壓微束等離子弧焊槍,突破焊接電源與送絲進給機構(gòu)的協(xié)同控制技術(shù)和基于視覺系統(tǒng)的復(fù)雜焊接軌跡規(guī)劃等技術(shù)壁壘,實現(xiàn)發(fā)動機葉片隨機損傷焊接軌跡及工藝自適應(yīng)規(guī)劃及修復(fù)過程自動化。該項目解決了民航發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子葉片焊接修復(fù)“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù),填補了國內(nèi)空白,對推動我國民航機務(wù)維修水平向深度發(fā)展實現(xiàn)了核心技術(shù)突破,整體技術(shù)達到國際先進水平。本項目已經(jīng)完成工程化樣機研制,設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性、焊接精度達到設(shè)計要求。項目組已經(jīng)在北京飛機維修工程有限公司完成大型發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子葉片損傷試修,修復(fù)質(zhì)量達到發(fā)動機維修手冊要求。


03 路演回顧


我是來自中國民航大學(xué)的賈鵬,帶來的項目是航空發(fā)動機葉片自動焊接修復(fù)裝備。葉片作為航空發(fā)動機的核心構(gòu)件,它的損傷幾率是非常高的。據(jù)統(tǒng)計,中國民航每年葉片維修業(yè)務(wù)量達到幾十萬件,發(fā)動機的維修市值超過了10億美元。
 


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


中國由于沒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)動機葉片的焊接修復(fù)全部都是送修國外。如果國外對相關(guān)的業(yè)務(wù)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(yīng)的飛機也會出現(xiàn)停飛的現(xiàn)象。



如果通過更換構(gòu)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(shù)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(shù)問題。第二個技術(shù)問題,現(xiàn)在先進的民航發(fā)動機由于設(shè)計的改變,所以發(fā)動機的構(gòu)型非常的復(fù)雜,采用傳統(tǒng)的手工焊接方式已經(jīng)無法滿足技術(shù)要求,新的維修手冊中強制要求,必須使用自動焊接修復(fù)技術(shù)。



我們對整個葉片焊接修復(fù)技術(shù)進行了系統(tǒng)的分析,認(rèn)為存在三個技術(shù)難點。第一個技術(shù)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(shù)難點,葉片是一個復(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(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。第三是面臨市場的問題,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,還要覆蓋整個維修的效率以及對操作人員的技術(shù)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(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,減少了焊接過程中焊絲的氧化暴露,提高了焊接的質(zhì)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(fù)的經(jīng)驗,開發(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(zhì)量是比較困難的。左邊是沒有采用精密成型控制技術(shù)焊出來的,無法滿足葉片焊接修復(fù)質(zhì)量要求的。


與國外先進型號發(fā)動機相比較,我們的設(shè)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(fù)的范圍、定位精度、重復(fù)精度上都比國外的設(shè)備優(yōu)秀。我們有自適用軌跡規(guī)劃技術(shù)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(yīng)的是國外的焊接修復(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。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(yù)。


從成熟度來看,我們的設(shè)備已經(jīng)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(zhì)量上都得到了充分驗證,現(xiàn)在正在民航領(lǐng)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(dāng)時馮正霖局長、徐濱士院士以及中國焊接學(xué)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(shè)備的簡單介紹,謝謝。


04 采訪話題



Q

您為什么要創(chuàng)新?是哪一刻什么原因點燃了您?
A

在中國高校很多團隊他的研發(fā)成果都非常的好,但是市場化就面臨著很多問題,非常的不順利,我們也存在這個問題。市場化推廣的范圍是比較狹窄,只適合民航領(lǐng)域,再往外擴展是能擴展到軍航領(lǐng)域。市場狹窄面就它不是一個是普適性的項目,項目本身非常好可以促進中國民航的發(fā)展,所以我們決定進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),把項目推向市場。 

Q

您認(rèn)為團隊、資本、技術(shù)、市場,哪一項是您創(chuàng)業(yè)過程中最大的優(yōu)勢?哪一項是您認(rèn)為最難的?
A

最大的優(yōu)勢是團隊,沒有任何一個人可以包打天下,項目是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)集成,團隊是我們自己最可以依賴的靠山。在我們整個系統(tǒng)的研發(fā)過程中,我認(rèn)為技術(shù)是我們最難以解決的,因為它是一個大系統(tǒng)的集成,涉及到的方方面面太多了,所以如何解決系統(tǒng)的問題是我們這個項目成功的關(guān)鍵。

Q

您的夢想(目標(biāo))是什么?您希望十年后您是什么樣的?
A

作為一個民航人,希望我們的民航強國來的更早、更快。我在這個行業(yè)已經(jīng)干了十幾年了,現(xiàn)在我們提中國是一個民航大國,我希望我們能夠盡早的對外國人說、對自己的國人說,我們是一個民航強國。

排版 | 空天界編輯部

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