一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法与流程

本发明属于复杂航空零部件无损检测，具体涉及航空发动机、燃气轮机复杂冷却叶片内部多孔道连通性检测技术，尤其适用于带薄壁异形曲面、多分支曲折冷却孔道叶片的流体密封性与孔道连通性快速检测，采用硅胶翻模柔性密封配合轻量化碳纤维夹具实现选择性恒压注水检测。

背景技术：

1、航空发动机、燃气轮机涡轮叶片内部布设有多分支、空间曲折冷却孔道，孔道连通完整性直接决定叶片高温冷却性能与服役可靠性，生产后必须开展孔道连通性检测。现有常规检测手段为刚性压块搭配平面橡胶密封垫封堵孔口，恒压通水观察出水判断连通性，存在三大核心缺陷：

2、密封适配性差：叶片孔口分布于不规则三维曲面上，平面密封垫无法完全贴合曲面，夹紧后易出现缝隙漏水，干扰出水观测，检测结果失真；

3、薄壁叶片易损伤：叶片局部薄壳壁厚仅0.2mm，钢制刚性压块夹持时应力集中，极易造成薄壁变形、塌陷，直接导致叶片报废；

4、检测通用性与操作性差：传统钢制夹具笨重、无法翻转，难以多角度观测多位置出水孔；单一密封垫无法按需封堵任意组合孔口，无法实现多分支孔道选择性检测；且部分工艺采用染色示踪剂，易污染叶片防护涂层、堵塞微细冷却孔道。

5、目前行业缺少可自适应复杂曲面、保护薄壁结构、轻量化且支持多孔道选择性检测的密封检测一体化工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有平面密封垫适配性差、刚性夹具易损伤0.2mm级薄壁叶片、工装笨重观测不便、无法实现多分支孔道选择性检测、示踪介质污染叶片的缺陷，提供一种基于翻模柔性密封的复杂叶片多孔道连通性检测方法，兼顾密封可靠性、薄壁防护、检测灵活性与工件无损要求。

2、一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其具体步骤为：

3、s1、标定孔道：确定待检测叶片的注水孔、观测出水孔与待封堵孔；

4、s2、翻模制备柔性硅胶密封结构：采用双组分硅胶翻模成型与叶片曲面、孔口匹配的硅胶密封结构，使用硅胶密封结构封堵指定待封堵孔；

5、s3、夹具密封装配：将所述硅胶密封结构嵌入碳纤维夹具的容纳槽，将叶片置于夹具夹持空间内，锁紧夹具使硅胶密封结构柔性贴合叶片表面形成密封；夹具内部设有连通注水接口与硅胶密封结构导流孔的流体通道；

6、s4、恒压通水：通过夹具注水接口向叶片注水孔持续通入恒定压力的外部水源；

7、s5、连通性判定：通过判定标准肉眼观测未封堵的目标出水孔是否出水，判断叶片内部孔道连通状态；通过更换不同封堵组合的硅胶密封结构，实现多分支孔道选择性检测。

8、进一步的，步骤s2中所述双组分硅胶包含硅胶基体与固化剂，二者混合质量比为100:（1~3）。

9、进一步的，所述硅胶基体为35邵氏硅胶或40邵氏硅胶；薄壁复杂曲面区域采用35邵氏硅胶，单孔封堵孔塞结构采用40邵氏硅胶。

10、进一步的，步骤s2中所述硅胶密封结构包含整体区域翻模密封件、局部孔塞密封件中的一种或两种组合；局部孔塞密封件的插入深度仅覆盖孔口端面，不侵入叶片内部孔道。

11、进一步的，制备硅胶密封结构时，硅胶浇注成型后常温固化静置时间不少于60min再脱模修整。

12、进一步的，步骤s3中所述碳纤维夹具由碳纤维材质的上夹持体和下夹持体组成，二者通过螺栓锁紧形成夹持空间，上夹持体和下夹持体的内侧分别开设用于容纳硅胶密封结构的容纳槽。

13、进一步的，所述碳纤维夹具上设置有注水接口，注水接口采用标准水管接口，以便与工厂调压供水装置提供的水管接头连接。

14、进一步的，碳纤维夹具内部设置有流体通道，所述流体通道一端与注水接口连通，另一端与硅胶密封结构上的导流孔连通；硅胶密封结构上开设有与叶片注水孔位置对应的导流孔，使外部水流能够从夹具注水接口进入夹具内部流道，再经硅胶导流孔进入叶片注水孔。

15、进一步的，所述硅胶密封结构安装于容纳槽后，其朝向叶片的一侧具有与叶片对应区域外形相匹配的贴合面。

16、进一步的，步骤s4中恒定压力的外部水源供水压力区间为0.1mpa~0.3mpa。

17、进一步的，叶片尺寸超出3d打印成型范围时，仅打印密封区域局部基准件用于硅胶翻模；小型叶片采用完整3d打印基准件翻模并用于工艺预验证。

18、进一步的，步骤s5中判定标准为：全部目标出水孔稳定出水，判定对应孔道连通；任一目标出水孔无水或出水微弱，判定对应孔道堵塞或断开。

19、进一步的，全程采用外部水源作为检测流体，不添加染色剂、示踪剂。

20、本发明的优点：

21、本发明翻模硅胶密封自适应异形三维曲面，完全贴合叶片不规则孔口区域，杜绝缝隙漏水，大幅提升检测观测精度；35/40邵氏分级硅胶柔性缓冲+碳纤维轻量化夹具弹性夹持，分散局部夹持应力，避免0.2mm薄壁叶片受压变形、破损；双类型硅胶密封结构适配全区域密封与单孔封堵，更换孔塞组合即可实现多分支孔道选择性独立检测，通用性强；夹具集成一体式流道，省去外接软管封堵工序，装配便捷；碳纤维工装重量轻，可翻转多角度观测出水孔，检测效率提升40%以上；仅采用清水作为检测介质，无染色剂、示踪剂，不会腐蚀、污染叶片涂层与微细冷却孔，工件无二次损伤；可采用3d打印局部基准件翻模，无需完整叶片作为翻模基体，降低工艺成本与操作难度。

1.一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其具体步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，步骤s2中所述双组分硅胶包含硅胶基体与固化剂，二者混合质量比为100:（1~3）。

3.根据权利要求2所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，所述硅胶基体为35邵氏硅胶或40邵氏硅胶；薄壁复杂曲面区域采用35邵氏硅胶，单孔封堵孔塞结构采用40邵氏硅胶。

4.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，步骤s2中所述硅胶密封结构包含整体区域翻模密封件、局部孔塞密封件中的一种或两种组合；局部孔塞密封件的插入深度仅覆盖孔口端面，不侵入叶片内部孔道。

5.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，制备硅胶密封结构时，硅胶浇注成型后常温固化静置时间不少于60min再脱模修整。

6.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，步骤s3中所述碳纤维夹具由碳纤维材质的上夹持体和下夹持体组成，二者通过螺栓锁紧形成夹持空间，上夹持体和下夹持体的内侧分别开设用于容纳硅胶密封结构的容纳槽。

7.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，步骤s4中恒定压力的外部水源供水压力区间为0.1mpa~0.3mpa。

8.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于叶片尺寸超出3d打印成型范围时，仅打印密封区域局部基准件用于硅胶翻模；小型叶片采用完整3d打印基准件翻模并用于工艺预验证。

9.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，步骤s5中判定标准为：全部目标出水孔稳定出水，判定对应孔道连通；任一目标出水孔无水或出水微弱，判定对应孔道堵塞或断开。

10.根据权利要求1所述的一种基于翻模密封的复杂结构叶片多孔道连通性检测方法，其特征在于，全程采用外部水源作为检测流体，不添加染色剂、示踪剂。