本發明涉及不同釬料葉片結構的釬縫修補方法,可以采用氬弧釬焊的方法,實現單排徑向葉片結構的缺陷釬縫的修補,降低零件生產成本和縮短生產周期。
背景技術:
目前,航空發動機中的軸向擴壓器、整流器、導向器等單排徑向葉片結構組件,釬縫一般采用真空釬焊的方法獲得。但在使用過程中,由于一些原因,釬縫會沿著葉背方向產生裂紋,在這種情況下,制造商通常采用直接使用或更換零件的方式;如果是原型機,可更換件甚少,只能直接使用,風險提升;如果是科研/批產機型的產品,生產周期長,成本提高。
技術實現要素:
本發明提供了不同釬料葉片結構的缺陷釬縫的修補方法,可以滿足焊接后的使用要求,解決葉片結構零件缺陷釬縫無法修補、更換周期長和成本昂貴問題。
本發明的具體技術方案是,不同釬料葉片結構的釬縫修補方法包括以下步驟:
1.清理:對葉片結構釬焊后的缺陷釬縫進行清理,直至徹底去除氧化膜或/和油污物;
2.固定:將待修補零件通過裝配夾具安裝,避開待修補部位;該夾具是為約束葉片結構零件,防止施焊部位的熱輸入影響葉片/臨近葉片變形;
3.預熱:將背面通氬裝置安裝在待修補釬縫處,利用氬弧焊槍對準待修補部位,使用2mA~4mA的電流對待修補釬縫進行預熱,預熱時間取決于零件的厚度,約為3s~7s,防止急冷急熱造成焊接應力過大,導致修補的釬縫再次開裂;
4.補焊:預熱后立即對待修補部位進行施焊,利用氬弧焊槍對準待修補部位,使用焊接參數為:電流4mA~16mA,正面氬氣流量7L/min~11L/min,背面氬氣流量3L/min~9L/min;焊接時不用填加任何釬料,利用原釬縫重新熔化、潤濕、鋪展后重新凝固形成釬縫,但要保證熱輸入的熱量不可使基體熔化;
5.檢驗:先將背面通氬裝置取下,卸下夾具,對零件進行最終檢驗。
所述的預熱和補焊的時間應在2小時之內。
所述的釬料為鎳基釬料、鈦基釬料、銀基釬料和銅基釬料。
所述的清理是指用白紗布蘸丙酮的方法,清理待修補處,直至白紗布無污染物為止。
所述的預熱工序之前,可以在零件上安裝防變形夾具,所述的防變形夾具為零件初始真空釬焊時所用夾具,該夾具可以使零件的各部位固定。
本發明對缺陷釬縫進行清理、預熱及防變形裝夾,通過合理的補焊參數,實現了基于單排徑向葉片結構的缺陷釬縫的修補,經實際操作證明,效果十分明顯。本發明實現單排徑向葉片結構的缺陷釬縫的修補,解決航空發動機中徑向葉片釬縫普遍存在無修補方法問題,同時具有修復周期短、成本低等特點。
具體實施方式
不同釬料葉片結構的釬縫修補方法包括以下步驟:
1.清理:對葉片結構釬焊后的缺陷釬縫進行清理,直至徹底去除氧化膜或/和油污物;
2.固定:將待修補零件通過裝配夾具安裝,避開待修補部位;該夾具是為約束葉片結構零件,防止施焊部位的熱輸入影響葉片/臨近葉片變形;
3.預熱:將背面通氬裝置安裝在待修補釬縫處,利用氬弧焊槍對準待修補部位,使用2mA~4mA的電流對待修補釬縫進行預熱,預熱時間取決于零件的厚度,約為3s~7s,防止急冷急熱造成焊接應力過大,導致修補的釬縫再次開裂;
4.補焊:預熱后立即對待修補部位進行施焊,利用氬弧焊槍對準待修補部位,使用焊接參數為:電流4mA~16mA,正面氬氣流量7L/min~11L/min,背面氬氣流量3L/min~9L/min;焊接時不用填加任何釬料,利用原釬縫重新熔化、潤濕、鋪展后重新凝固形成釬縫,但要保證熱輸入的熱量不可使基體熔化;
5.檢驗:先將背面通氬裝置取下,卸下夾具,對零件進行最終檢驗。
所述的預熱和補焊的時間應在2小時之內。
所述的釬料為鎳基釬料、鈦基釬料、銀基釬料和銅基釬料。
所述的清理是指用白紗布蘸丙酮的方法,清理待修補處,直至白紗布無污染物為止。
所述的預熱工序之前,可以在零件上安裝防變形夾具,所述的防變形夾具為零件初始真空釬焊時所用夾具,該夾具可以使零件的各部位固定。
實施例
某發動機中的整流器組件為葉片與環子的真空釬焊,基體材料為TC4,環子厚度為1.1mm,葉片與環子裝配部位的厚度為0.9mm,原釬料牌號為WPL16,型號為Ti57ZrNiCu,缺陷釬縫為外環沿葉片的葉背處,裂紋長度與葉背輪廓相同,要求釬縫待修補處的外觀應完好、無裂紋。
對其進行焊接的步驟為:
1)清理:施焊前,對零件用丙酮進行化學清理,直至徹底去除氧化膜或/和油污物;
2)固定:將待修補零件通過裝配夾具安裝,避開待修補部位;該夾具是為約束葉片結構零件,防止施焊部位的熱輸入影響葉片/臨近葉片變形;
3)預熱:將背面通氬裝置安裝在待修補釬縫處,利用氬弧焊槍對準待修補部位,使用2mA的電流對待修補釬縫進行預熱,預熱時間為4s,防止急冷急熱造焊接應力過大,導致修補的釬縫再次開裂;
4)補焊:預熱后立即對待修補部位進行施焊,利用氬弧焊槍對準待修補部位,使用焊接參數:焊接電流為6mA,正面氬氣流量為8L/min,背面氬氣流量為5L/min;焊接時不用填加任何釬料,利用原釬縫重新熔化、潤濕、鋪展后重新凝固形成釬縫,但要保證熱輸入的熱量不可使基體熔化;預熱和補焊的時間間隔為1小時;
5)檢驗:先將背面通氬裝置取下,卸下夾具,對整流器組件的修補部位進行檢驗,指標為:釬縫待修補處的外觀應完好,無裂紋。
結論:合格。