一種航空發動機外混合器密集裂紋的修復方法
【專利摘要】一種GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷的修復方法，采用增加固溶熱處理方法，調整GH4648材料狀態，改變材料中第二相的大小、形貌和分布，從而達到提高材料焊接性能的目的；同時，采用與外混合器材料相同的焊絲焊接，控制熱輸入量，減少焊接變形，解決GH4648外混合器在修復過程中產生焊接裂紋的問題。
【專利說明】一種航空發動機外混合器密集裂紋的修復方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種航空發動機外混合器密集裂紋的修復方法，屬于航空發動機維修領域。
【背景技術】
[0002]航空發動機外混合器是燃燒室中的重要熱端部件之一，某型航空發動機外混合器由Cr含量高、彌散強化型鎳基高溫合金GH4648制成。由于長時間在瞬態升溫、降溫交替的環境中工作，造成熱疲勞等損傷，產生大量密集裂紋而報廢，報廢率達30%。外混合器在高溫環境下長期使用后，材料內部析出了大量尺寸較大的第二相，導致在氬弧焊接時極易產生裂紋，因此目前國內外尚不能用氬弧焊對GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷進行修復。
[0003]200910219970.X公開了 “一種鎳基變形高溫合金環形機加火焰筒激光焊接修理方法”，火焰筒的材料為GH4648。該方法對于輕微燒蝕和裂紋，采用先開坡口然后激光熔覆修復的方式；對于嚴重燒蝕部位，采用激光焊接工藝進行原位切割、原位焊接的方式。該方法在激光熔覆和激光焊接的快速凝固過程中，火焰筒將形成淬冷層，組織內部存在較大應力。由于火焰筒經過長期使用后組織內部存在大量尺寸較大的第二相，這一應力將誘發微裂紋從析出物與基體的界面上萌生、擴展。另外，該專利使用的合金填料為IMR-03，該合金的成分與GH4648差別較大，尤其是Cr含量較低，比GH4648低36%。兩種材料的膨脹率、抗熱腐蝕能力、力學性能不同。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷的修復方法。采用增加固溶熱處理方法，調整GH4648材料狀態，改變材料中第二相的大小、形貌和分布，從而達到提高材料焊接性能的目的；同時，采用與外混合器材料相同的焊絲焊接，控制熱輸入量，減少焊接變形，解決GH4648外混合器在修復過程中產生焊接裂紋的問題。
[0005]本發明提供的GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷的修復方法，包括如下步驟:
(1)固溶處理，固溶處理工藝參數為:990?1010°C，保溫50?70min，充氬氣冷至80°C以下出爐；
(2)去除裂紋，采用機械打磨法去除裂紋；
(3)手工氬弧焊，焊接工藝參數為:電流為6(Γ100Α，焊絲為直徑1.0 mm的GH4648 ；
(4)焊后修型，采用機械法打磨修型；
(5)時效處理，時效處理工藝參數為:590?610°C，保溫9?llh，隨爐冷卻；
本發明的優點是通過增加熱處理有效改善外混合器的焊接性能，大大提高了外混合器密集裂紋的修理能力，可應用于彌散強化型鎳基高溫合金航空發動機外混合器的修理。單個混合器的修理裂紋條數達到200條以上，修理的合格率達到95%以上，且使用普通的氬弧焊接設備，故修理成本較低。
[0006] 具體實例
GH4648材料制成的某型航空發動機外混合器的裂紋修復方法包括如下步驟:
(1)采用干吹砂去除殘留涂層，工藝參數為:壓力(0.4、.6)Mpa，砂粒為8(Γ120目的白剛玉砂；
(2)對其進行固溶熱處理，工藝參數:在零件在室溫條件下入爐，在50min內升溫至800°C，保溫10 min ;然后在30 min內升溫至1000 °C，保溫60 min后；保溫結束后充0.15?0.2MPa氬氣氣冷至80°C以下出爐；
(3)采用機械打磨法去除裂紋，工藝參數:對小裂紋，開U型坡口，寬深比為1.5?3，對于穿透性裂紋，需在外混合器的正反面進行打磨；
(4)手工氬弧焊，對細小裂紋采用的焊接參數為:電流65A，焊絲為直徑1.0 mm的GH4648，氬氣流量12?15L/min，背面保護氬氣流量8?10L/min ;對粗裂紋采用的焊接參數為:電流85 A，焊絲為直徑1.0 mm的GH4648，氬氣流量12?15L/min，背面保護氬氣流量8?10L/min ；
(5)機械法打磨修型；
(6)時效熱處理的溫度為600°C，保溫10.5h，隨爐冷卻。
【權利要求】
1.一種GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷的修復方法，包括如下步驟: (1)固溶處理，固溶處理工藝參數為:990?1010°C，保溫50?70min，充氬氣冷至80°C以下出爐； (2)去除裂紋，采用機械打磨法去除裂紋；(3)手工氬弧焊，焊接工藝參數為:電流為6(Γ100Α，焊絲為直徑1.0mm的GH4648 ； (4)焊后修型，采用機械法打磨修型； (5)時效處理，時效處理工藝參數為:590?610°C，保溫9?llh，隨爐冷卻。
【文檔編號】B23K26/60GK104439703SQ201410523679
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】向巧, 何勇, 羅奎林, 黃選民, 付俊波 申請人:中國人民解放軍第五七一九工廠