本發明涉及一種飛機發動機滑油管管路銀釬焊方法。
背景技術：
從19世紀90年代起，美國通用公司開始研究飛機發動機管路接頭的釬焊技術，用除了黃銅以外的其他幾乎所有材料作為釬料，對飛機發動機管路接頭做釬焊處理，最后得出結論，銀釬料焊接效果最佳，ge公司從十九世紀九十年代末開始推行飛機發動機管路接頭銀釬焊技術。這一技術的應用使得發動機管路可以多次再生使用。二十世紀初，西方發達國家的飛機發動機制造商oem普遍采取釬焊技術處理飛機發動機管路焊接。發達國家飛機發動機制造商oem、維修商mro也在二十世紀初開始推廣使用釬焊工藝。
我國從20世紀初也開始探索將先進的釬焊技術運用在航天器部件的制造上,例如采用銀釬焊技術焊接飛機發動機滑油管管路接頭，運用鉻釬焊技術焊接運載火箭發動機的推力室和渦輪轉子、人造衛星的鈦導管、姿控發動機噴注器和波導器件、載人飛船的反射器、導管和蜂窩壁板、航天飛機的主發動機噴管和預燃室以及空間站的管路系統等。2011年，中國民航大學聯合北京飛機維修工程公司、江蘇豐信不銹鋼制造有限公司，組成了飛機發動機零部件再制造研發工作室，研發飛機發動機零部件再生制造技術，首先攻克了飛機發動機滑油管管路銀釬焊技術，使無數從退役的飛機發動機上拆解下來閑置準備報廢的滑油管通過銀釬焊得到再生使用，節約了大量的資源，創造出可觀的社會財富。
研發飛機發動機滑油管銀釬焊技術，其目的在于把釬焊這種先進的焊接工藝運用到飛機發動機滑油管再制造中，采用低熔點釬料做高端焊接，當飛機發動機滑油管管路接頭出現磨損需要更換是，通過加溫，融化焊接的管路接頭，更新新的管路接頭，從而使材料高端、制造工藝特殊、價格昂貴的飛機發動機滑油管能夠投入再生使用。
隨著管路接頭的釬焊技術在飛機發動機滑油管再生制造中的應用推廣,不僅有效地降低了飛機制造企業的勞動成本,為企業在市場競爭中贏得優勢,同時還能夠獲得非常可觀的經濟效果,促進航空業實現可持續發展。因此，研究攻克釬焊工藝技術在飛機發動機焊接制造中的應用,具有重要的現實意義。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種飛機發動機滑油管管路銀釬焊方法。
為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：
本發明一種飛機發動機滑油管管路銀釬焊方法，其包括：
（1）管路接頭褪除工藝：利用感應加熱工藝進行褪除，溫度不高于1037.8攝氏度（攝氏，下同），加熱到適當溫度后，采用適當的助力，利用拖曳和扭轉的方法退除受損接頭。
關鍵技術：由于上述參數的選定對接頭的退除難易以及后續的清理工藝影響很大，所以要根據退除的情況和釬焊接頭清洗的效果確定相關最佳的參數范圍：最佳退除范圍950~1000攝氏度；最佳保溫時間8~15s是；最佳加熱時間20s；
(2)、管路接頭的清理工藝，分為酸堿電化學清洗釬料和表面噴沙清理氧化皮兩個工藝步驟：
電化清洗的關鍵技術：確定科學的清洗液成分含量；確定科學的電解參數；確定最佳酸洗時間；使用特殊的化學清洗設備；
表面噴沙處理主要是利用玻璃微珠進行噴沙處理氧化膜，關鍵技術是最佳噴沙參數的確定和噴撒過程中污染的避免；
（3）、焊料放置，釬料保護劑的涂覆：釬料的放置形式；釬料的價值量；釬劑的涂覆方式以及過程中的污染防護。
(4)、管路接頭的安裝、定位和間隙控制：技術關鍵是管路和接頭定位控制；管路與感應線圈的相對定位定置的控制和加熱部位的定位控制；
（5）、釬焊加熱工藝控制
銀基釬料的融化溫度確定和感應釬焊溫度的確定，釬焊保溫時間的確定；釬焊接頭間隙的確定；釬焊加熱時間的確定；感應線圈直徑的確定；搭接長攝氏度的控制；
（6）、管件接頭焊后處理：氧化色去除工藝及參數酸洗鈍化處理參數和噴沙參數的確定。
本發明所達到的有益效果是：
釬焊連接是發動機管接頭更換修理的必須項目，本發明采用的是ams2664高溫銀釬焊工藝，由于管接頭工作參數、工藝穩定性、空間定位等要求極高，目前該技術由國外的ge、普惠、羅羅等oem公司掌握，在國內屬于技術空白。
本發明的管路組件的精確定位及控制，普惠標準工藝70-42-03repair-03要求將組件固持，使得零件在釬焊后處于正確的對準位置，即在高溫銀釬焊過程中，需要保證管接頭、管路及感應線圈始終不偏離中心軸線。
為了對管件與接頭進行精確定位控制，設計釬焊定位工裝，該工裝可以保證接頭與管路相對位置的定位，并且在釬焊過程中保證管路不偏離中心軸線；為了解決管件與感應線圈的相對位置定位的控制，設計兩軸行走機構，可以使釬焊的工裝分別沿x軸和y軸移動，保證了管路處于感應線圈的中心位置；設計可以上下移動的升降機構，解決加熱部位與線圈的相對位置定位問題。
本發明普惠標準工藝70-42-03repair-03要求，凹形焊腳長攝氏度不得長于不銹鋼管壁厚的3.5倍，或者不得長于1.91mm。焊腳的鋪展形態主要受到釬焊溫度、保溫時間和降溫速率等因素的影響，項目組通過設計大量的驗證試驗，探索凹形焊腳的成型及控制規律。
本發明中管件與接頭的單面最小間隙為0.025mm，透照厚攝氏度為6mm左右，要求x射線檢測的相對靈敏攝氏度為0.42%，該靈敏攝氏度要求為gb3323中規定的高靈敏攝氏度檢測技術b級靈敏攝氏度（1.67%）的3.97倍。通過分析釬焊管件和釬料元素在x射線透照過程中的衰減系數，找到提高檢測靈敏攝氏度的理論依據，并通過大量的驗證實驗最終確定焦距、管電壓、曝光參數等透照參數，保證x射線檢測照片有無焊料鋪展區域清晰可辨，滿足普惠標準的評判要求。
具體實施方式
以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
一種飛機發動機滑油管管路銀釬焊方法，其包括：
（1）管路接頭褪除工藝：利用感應加熱工藝進行褪除，溫度不高于1037.8攝氏度（攝氏，下同），加熱到適當溫度后，采用適當的助力，利用拖曳和扭轉的方法退除受損接頭。
關鍵技術：由于上述參數的選定對接頭的退除難易以及后續的清理工藝影響很大，所以要根據退除的情況和釬焊接頭清洗的效果確定相關最佳的參數范圍：最佳退除范圍950~1000攝氏度；最佳保溫時間8~15s是；最佳加熱時間20s；
(2)、管路接頭的清理工藝，分為酸堿電化學清洗釬料和表面噴沙清理氧化皮兩個工藝步驟：
電化清洗的關鍵技術：確定科學的清洗液成分含量；確定科學的電解參數；確定最佳酸洗時間；使用特殊的化學清洗設備；
表面噴沙處理主要是利用玻璃微珠進行噴沙處理氧化膜，關鍵技術是最佳噴沙參數的確定和噴撒過程中污染的避免；
（3）、焊料放置，釬料保護劑的涂覆：釬料的放置形式；釬料的價值量；釬劑的涂覆方式以及過程中的污染防護。
(4)、管路接頭的安裝、定位和間隙控制：技術關鍵是管路和接頭定位控制；管路與感應線圈的相對定位定置的控制和加熱部位的定位控制；
（5）、釬焊加熱工藝控制
銀基釬料的融化溫度確定和感應釬焊溫度的確定，釬焊保溫時間的確定；釬焊接頭間隙的確定；釬焊加熱時間的確定；感應線圈直徑的確定；搭接長攝氏度的控制；
（6）、管件接頭焊后處理：氧化色去除工藝及參數酸洗鈍化處理參數和噴沙參數的確定。
釬焊連接是發動機管接頭更換修理的必須項目，本發明采用的是ams2664高溫銀釬焊工藝，由于管接頭工作參數、工藝穩定性、空間定位等要求極高，目前該技術由國外的ge、普惠、羅羅等oem公司掌握，在國內屬于技術空白。
本發明的管路組件的精確定位及控制，普惠標準工藝70-42-03repair-03要求將組件固持，使得零件在釬焊后處于正確的對準位置，即在高溫銀釬焊過程中，需要保證管接頭、管路及感應線圈始終不偏離中心軸線。
為了對管件與接頭進行精確定位控制，設計釬焊定位工裝，該工裝可以保證接頭與管路相對位置的定位，并且在釬焊過程中保證管路不偏離中心軸線；為了解決管件與感應線圈的相對位置定位的控制，設計兩軸行走機構，可以使釬焊的工裝分別沿x軸和y軸移動，保證了管路處于感應線圈的中心位置；設計可以上下移動的升降機構，解決加熱部位與線圈的相對位置定位問題。
本發明普惠標準工藝70-42-03repair-03要求，凹形焊腳長攝氏度不得長于不銹鋼管壁厚的3.5倍，或者不得長于1.91mm。焊腳的鋪展形態主要受到釬焊溫度、保溫時間和降溫速率等因素的影響，項目組通過設計大量的驗證試驗，探索凹形焊腳的成型及控制規律。
本發明中管件與接頭的單面最小間隙為0.025mm，透照厚攝氏度為6mm左右，要求x射線檢測的相對靈敏攝氏度為0.42%，該靈敏攝氏度要求為gb3323中規定的高靈敏攝氏度檢測技術b級靈敏攝氏度（1.67%）的3.97倍。通過分析釬焊管件和釬料元素在x射線透照過程中的衰減系數，找到提高檢測靈敏攝氏度的理論依據，并通過大量的驗證實驗最終確定焦距、管電壓、曝光參數等透照參數，保證x射線檢測照片有無焊料鋪展區域清晰可辨，滿足普惠標準的評判要求。
試驗方法、技術路線以及工藝流程：
1、研究試驗方法：
1）通過優化試驗確定了電化學清洗液成分含量和電解參數；
2）通過對比不同酸洗時間的清洗效果確定了對管件接頭最佳的酸洗時間為6個小時；
3）通過hh-s11-2電解恒溫水浴鍋來達到清洗溫度為75oc的參數要求，電解恒溫水浴；
4）通過swd-ii型雙路穩流穩壓電源來達到電流的調節要求，穩流穩壓電源；
5）專門進行了噴砂的工藝優化實驗獲得了噴砂角度、噴嘴及工件的距離、噴砂壓力的最佳參數；
5）針對實驗要求專門設計了一套獨立的玻璃微珠噴砂和收集系統，避免與普通噴砂材料混合造成的交叉污染，并且有效的實現了玻璃微珠的循環使用；
6）釬料做成環狀進行放置，盡可能地將足夠的填料金屬裝進或預置在釬接處的一端，使得完全填滿釬接處。
7）分別施加不同個數的釬料環進行工藝實驗，優化釬料環加置量；
8）焊劑要將表面完全覆蓋。釬劑在涂覆工件時也盡量使釬料的表面覆蓋上，避免釬料在加熱中與空氣接觸造成氧化而影響實驗結果；
9）將干凈的零件保護起來以防止灰塵或其他污染物。如果在釬焊前裝置時接觸零件，工具或釬焊材料要戴上干凈的手套。
10）為了對管路與接頭進行定位控制，專門設計了釬焊定位工裝，該工裝可以保證接頭與管路相對位置的定位，并且在釬焊過程中保證管路不偏離中心軸線
11）為了解決管路與感應線圈的相對位置定位的控制，設計了兩軸行走機構，可以使釬焊的工裝分別沿x軸和y軸移動，保證了管路處于感應線圈的中心位置。
12）設計了可以上下移動的升降機構，解決了加熱部位與線圈的相對位置定位問題
13）當溫度較低為780oc時，焊縫金相照片中可以明顯看到有未焊透的情況，這是因為溫度過低，釬料未能充分熔化，導致釬料的粘度大，流動性差，液態釬料在有限的時間內不能充分的填滿全部焊縫。
14）970oc無焊腳，而且存在明顯的氣孔和未焊透的情況，這是因為溫度過高導致釬料粘度太低引起釬料流失所致，另一方面溫度過高勢必加重母材氧化，導致液態釬料在其釬焊表面的潤濕性下降。
15）釬焊溫度升至850oc時，焊縫明顯規整起來，焊縫中無氣孔夾雜等缺陷，這是因為隨著釬焊溫度的升高，液態釬料的表面張力和液態釬料與母材的界面張力都呈線性下降，從而是液態釬料的流動性、潤濕性顯著增強，其結果加快了液態釬料在縫隙中的鋪展過程，因此，提高釬焊溫度有助于提高釬料的鋪展。
16）間隙過小，釬縫中存在明顯的氣孔，夾雜以及未釬透現象。其搭接間隙為0.03mm，可以看到明顯的夾雜和氣孔現象，這是因為過小的間隙使用間隙內的氣體和殘渣難以順利排除。而且因為間隙過小，明顯影響到釬料繼續向下的鋪展性，導致出現未釬透現象。另外，間隙過小，會使母材對釬縫合金層的機械約束作用增大，影響接頭強度。
17）間隙為0.07mm時該間隙不僅保證了釬料的充分鋪展，填滿間隙，而且保證了釬劑作用的充分發揮，可以看出該焊縫無夾雜、氣孔及未焊透現象，與母材結合緊密均勻。
18）由于間隙過大，導致釬縫存在明顯的未釬透情況，這是因為間隙過大，破壞了釬料的毛細作用，嚴重影響到了釬料的鋪展。而且間隙過大會導致釬料大量流出影響釬焊接頭的外部尺寸精度。間隙過大會使裝配難度明顯提高，而且容易出現內外金屬管明顯不同心的現象，在釬縫較小的一側，一般不會出現明顯缺陷；而釬縫較大的一側，出現了較大的氣孔。這是因為間隙大的一側外表面釬料容易發生塌陷現象，而內表面則相應容易發生釬料流出現象；
19）當加熱時間為40s會導致釬料未完全熔化，釬料與母材不能很好的結合在一起，毛細作用不明顯等情況出現，同時也會出現未焊透的情況，由于加熱速度較快，時間較短，組織晶粒沒有出現長大現象，從外觀看，釬料還未完全熔化，在焊腳處形成堆積。控制加熱時間實際上是控制加熱速度。加熱速度本身對釬焊接頭的質量也有一定的影響。加熱速度過快，常常導致釬料熔化不足，也必然導致相變電升高，進一步提高了釬焊溫度，從而導致一系列其他質量問題。
20）當加熱時間為80s時有未焊透的地方出現，這是由于加熱時間長，釬料還未來得及冷卻并與母材結合在一起就又流向了焊縫的另外一處，這也是釬料大量流出的原因之一。此外，加熱速度慢，達到釬焊溫度所需的時間長，一方面延長了高溫停留時間，導致接頭氧化加劇，降低接頭質量，另一方面降低了釬焊效率。
21）當加熱時間為60s時，釬料與母材結合良好，焊縫寬度比較均勻，不會出現較明顯的氣孔或夾渣，這是由于加熱時間充足，讓釬料能充分熔化。
22）當保溫時間為10s時，這是由于釬劑還沒有充分的熔化，通過金相觀察發現焊縫中有氣孔存在，這是由于保溫時間過短，釬料和母材不能很好的反應或是不能很好的結合在一起以及釬劑還沒能完全鋪展開，導致焊縫部分區域出現氣孔現象。
23）保溫時間為60s時，其組織晶粒有所長大，同時也會產生氣孔。這好似由于釬料沒有及時冷卻與母材結合在一起。焊縫或部分母材中會出現裂紋，這是因為使焊件在高溫點保溫時間太長，引發裂紋缺陷。
24）保溫時間為20s時，釬料和母材能更好的反應、結合在一起。焊縫寬度比較均勻，不會出現明顯的氣孔或夾渣，這是由于保溫時間充足，使釬料充分熔化并融入焊縫中，晶粒組織沒有長大，這表明保溫時間合適。綜合以上分析，最佳釬焊保溫時間范圍10-20s；
25）感應線圈直徑的影響感應線圈通常采用直徑為5mm的圓通管制成。感應圈可以采用圓圈式及開口叉型兩種。圓圈式感應線圈的優點是可使焊接部位加熱均勻度好，缺點是如果焊接件首尾封閉，焊接線圈無法進出；開口叉型優點是操作不受限制，缺點是只加熱焊件的兩側，根據所焊件的實際情況，本實驗選用圓圈式感應線圈；
26）線圈直徑對加熱行為也有一定的影響，線圈直徑偏小時，加熱速度快，加熱溫度很難精確控制，線圈直徑偏大時，熱效率低。綜合實驗對比，最佳線圈規格為φ42mm此感應釬焊的工藝條件是在實驗室現有實驗條件下，經過反復感應釬焊實驗優選出來的。
最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。