一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法
【專利摘要】一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造【技術(shù)領(lǐng)域】。封嚴(yán)座組件由座體和導(dǎo)管組成,座體為鈦合金材料,導(dǎo)管為不銹鋼材料,采用傳統(tǒng)的熔焊方法難以連接,而采用釬焊方式,又會(huì)涉及到釬料的選擇、釬焊工藝參數(shù)的設(shè)定、釬焊處密封性要求及釬焊過程中對(duì)封嚴(yán)座組件的裝配定位等諸多方面,因此急需一套切實(shí)可行的釬焊方法,以滿足封嚴(yán)座組件生產(chǎn)需要。本發(fā)明克服了封嚴(yán)座組件在釬焊過程中所遇到的技術(shù)難題,并提供一種焊接性良好的釬料,同時(shí)提供了釬焊工藝參數(shù),保證了釬焊后的釬焊處密封性要求,釬焊時(shí)定位精度高,可獲得光滑連續(xù)的釬縫。本發(fā)明還具有可操作性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高及釬焊合格率高的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件制造【技術(shù)領(lǐng)域】,特別是涉及一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]封嚴(yán)座組件作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部件,由座體和導(dǎo)管組成,座體為鈦合金材料,導(dǎo)管為不銹鋼材料。封嚴(yán)座組件為焊接構(gòu)件,導(dǎo)管一端水平插入座體的上安裝邊孔內(nèi),導(dǎo)管管體沿著座體外壁和下安裝邊延伸并彎轉(zhuǎn),導(dǎo)管另一端垂直插入座體的下安裝邊孔內(nèi),且導(dǎo)管的兩端頭與座體必須采用釬焊連接成一體。
[0003]但是導(dǎo)管與座體在實(shí)際釬焊過程中會(huì)遇到無法回避的技術(shù)難題,即鈦合金與不銹鋼異種材料的焊接,由于鈦合金與不銹鋼的物理性能和化學(xué)性能差異均較大,特別是兩者的化學(xué)成分截然不同,采用傳統(tǒng)的熔焊方法難以連接,因此必須采用釬焊方法連接導(dǎo)管與座體,但是采用釬焊方法又會(huì)涉及到釬料的選擇、釬焊工藝參數(shù)的設(shè)定及釬焊處密封性要求等諸多方面,由于座體在釬焊過程中容易產(chǎn)生變形,釬焊過程中對(duì)封嚴(yán)座組件的裝配定位要求也非常高,因此急需一套切實(shí)可行的釬焊方法,以滿足封嚴(yán)座組件生產(chǎn)需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明提供一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,克服了封嚴(yán)座組件在釬焊過程中所遇到的技術(shù)難題,并提供一種焊接性良好的釬料,同時(shí)提供了釬焊工藝參數(shù),保證了釬焊后的釬焊處密封性要求,釬焊時(shí)定位精度高,可獲得光滑連續(xù)的釬縫。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,包括如下步驟:
[0006]步驟一:焊前準(zhǔn)備
[0007]①準(zhǔn)備一份BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,然后利用金剛砂紗布清理釬料表面的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤;
[0008]②利用金剛砂紗布清理導(dǎo)管的兩端頭待焊處的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤;
[0009]③檢查導(dǎo)管的兩端頭與座體上、下安裝邊孔的配合間隙,配合間隙控制在0.03?0.1mm之間;
[0010]④將導(dǎo)管、座體及釬料均利用丙酮進(jìn)行清洗,去除表面的油脂及其它雜質(zhì),清洗干凈后,立即用壓縮空氣將導(dǎo)管、座體及釬料吹干;
[0011]步驟二:裁剪BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,裁剪后的釬料有兩種規(guī)格,第一種為條狀釬料,第二種為正方形釬料;
[0012]步驟三:將裁剪好的條狀釬料纏繞在導(dǎo)管兩端頭待焊處,條狀釬料纏繞處距導(dǎo)管端頭的尺寸距離,等于導(dǎo)管插入座體的深度,再利用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將纏繞好的條狀釬料固定在導(dǎo)管上;
[0013]步驟四:將導(dǎo)管與座體的上、下安裝邊孔進(jìn)行裝配,保證導(dǎo)管兩端頭待焊處的條狀釬料與上、下安裝邊孔的孔邊緣相接觸;
[0014]步驟五:在導(dǎo)管的條狀釬料纏繞處套裝正方形釬料,再用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將正方形釬料固定在座體上,此時(shí)的正方形釬料在釬焊時(shí)作為釬料補(bǔ)償,保證形成釬焊圓角,此時(shí)完成封嚴(yán)座組件的裝配;
[0015]步驟六:將裝配完成的封嚴(yán)座組件送入定位夾具內(nèi)固定,然后將封嚴(yán)座組件連同定位夾具送入真空爐內(nèi)進(jìn)行釬焊,直到釬焊結(jié)束封嚴(yán)座組件出爐。
[0016]條狀釬料的寬度為3?4mm,厚度為0.1mm,條狀釬料的長度由導(dǎo)管待焊處的空間尺寸確定,條狀釬料數(shù)量為兩條;正方形釬料的邊長比導(dǎo)管待焊處管體直徑大3mm,正方形釬料數(shù)量為4或6片,在正方形釬料的中心沖圓孔,沖孔直徑與導(dǎo)管待焊處纏繞條狀釬料后的直徑相等,在正方形釬料任意一邊剪切開口。
[0017]定位夾具由底盤、導(dǎo)管夾緊環(huán)、導(dǎo)管壓緊塊及可調(diào)支柱組成,封嚴(yán)座組件通過座體下安裝邊放置到底盤上,由可調(diào)支柱支撐座體的上安裝邊,導(dǎo)管上端由導(dǎo)管夾緊環(huán)固定,導(dǎo)管下端由導(dǎo)管壓緊塊固定。
[0018]封嚴(yán)座組件在真空爐內(nèi)的釬焊工藝及參數(shù)控制如下:
[0019]①抽真空至壓強(qiáng)小于0.0lPa后開始升溫;
[0020]②以8?12°C /分鐘的升溫速率,將溫度升至750±10°C,同時(shí)保溫15?20分鐘;
[0021]③向真空爐內(nèi)通入氬氣,使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)升至500?100Pa ;
[0022]④以5?10°C /分鐘的升溫速率,將溫度升至930±10°C,同時(shí)保溫8?12分鐘,此過程實(shí)現(xiàn)釬焊;
[0023]⑤釬焊之后隨爐降溫至500±10°C,此時(shí)通入氬氣并啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行快速風(fēng)冷,冷卻壓強(qiáng)為Ibar ;
[0024]⑥待溫度冷卻至80°C以下,封嚴(yán)座組件即可出爐。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]本發(fā)明克服了封嚴(yán)座組件在釬焊過程中所遇到的技術(shù)難題,并提供一種焊接性良好的釬料,同時(shí)提供了釬焊工藝參數(shù),保證了釬焊后的釬焊處密封性要求,釬焊時(shí)定位精度高,可獲得光滑連續(xù)的釬縫。本發(fā)明還具有可操作性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高及釬焊合格率高的特點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為纏繞了條狀釬料后的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖2為封嚴(yán)座組件與定位夾具組合安裝后的示意圖;
[0029]圖中,I一導(dǎo)管,2—座體,3—條狀釬料,4一正方形釬料,5—底盤,6—導(dǎo)管夾緊環(huán),7—導(dǎo)管壓緊塊,8—可調(diào)支柱。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031]實(shí)施例一
[0032]封嚴(yán)座組件的座體為TC4的鈦合金,導(dǎo)管為lCrl8Ni9Ti不銹鋼,導(dǎo)管直徑為Φ 5mm,導(dǎo)管的兩端頭插入座體上、下安裝邊孔的深度為3mm,座體上、下安裝邊的高度差為120.Smnin
[0033]釬焊過程中使用的真空爐型號(hào)為VBFV-300,設(shè)備工作溫度為550?1350°C,溫度均勻性為±5°C,其極限真空壓力為0.0OlPa0
[0034]所述上述封嚴(yán)座組件的釬焊方法,包括如下步驟:
[0035]步驟一:焊前準(zhǔn)備
[0036]①準(zhǔn)備一份BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,釬料厚度為0.1mm,然后利用金剛砂紗布清理釬料表面的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤;
[0037]②利用金剛砂紗布清理導(dǎo)管的兩端頭待焊處的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤;
[0038]③檢查導(dǎo)管的兩端頭與座體上、下安裝邊孔的配合間隙,配合間隙控制在0.05mm ;
[0039]④將導(dǎo)管、座體及釬料均利用丙酮進(jìn)行清洗,去除表面的油脂及其它雜質(zhì),清洗干凈后,立即用壓縮空氣將導(dǎo)管、座體及釬料吹干;
[0040]步驟二:裁剪BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,裁剪后的釬料有兩種規(guī)格,第一種為條狀釬料,第二種為正方形釬料;
[0041]條狀釬料的寬度為3mm,條狀釬料的長度為30mm,條狀釬料數(shù)量為兩條;正方形釬料的邊長為8.5X8.5mm,正方形釬料數(shù)量為4或6片,在正方形釬料的中心沖圓孔,沖孔直徑為Φ 5.5mm,在正方形釬料任意一邊剪切開口 ;
[0042]步驟三:將裁剪好的條狀釬料纏繞在導(dǎo)管兩端頭待焊處,條狀釬料纏繞處距導(dǎo)管端頭的尺寸距離為3mm,即導(dǎo)管插入座體的深度為3mm,再利用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將纏繞好的條狀釬料固定在導(dǎo)管上;
[0043]步驟四:將導(dǎo)管與座體的上、下安裝邊孔進(jìn)行裝配,保證導(dǎo)管兩端頭待焊處的條狀釬料與上、下安裝邊孔的孔邊緣相接觸;
[0044]步驟五:在導(dǎo)管的條狀釬料纏繞處套裝2或3片正方形釬料,再用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將正方形釬料固定在座體上,此時(shí)的正方形釬料在釬焊時(shí)作為釬料補(bǔ)償,保證形成釬焊圓角,此時(shí)完成封嚴(yán)座組件的裝配;
[0045]步驟六:將裝配完成的封嚴(yán)座組件送入定位夾具內(nèi)固定,然后將封嚴(yán)座組件連同定位夾具送入真空爐內(nèi)進(jìn)行釬焊,直到釬焊結(jié)束封嚴(yán)座組件出爐,此時(shí)封嚴(yán)座組件的釬焊作業(yè)全部完成。
[0046]定位夾具由底盤、導(dǎo)管夾緊環(huán)、導(dǎo)管壓緊塊及可調(diào)支柱組成,封嚴(yán)座組件通過座體下安裝邊放置到底盤上,由可調(diào)支柱支撐座體的上安裝邊,導(dǎo)管上端由導(dǎo)管夾緊環(huán)固定,導(dǎo)管下端由導(dǎo)管壓緊塊固定。
[0047]封嚴(yán)座組件在真空爐內(nèi)的釬焊工藝及參數(shù)控制如下:
[0048]①抽真空至壓強(qiáng)小于0.0lPa后開始升溫;
[0049]②以8°C /分鐘的升溫速率,將溫度升至750°C,同時(shí)保溫15分鐘;
[0050]③向真空爐內(nèi)通入氬氣,使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)升至500Pa ;
[0051]④以5°C /分鐘的升溫速率,將溫度升至920°C,同時(shí)保溫12分鐘,此過程實(shí)現(xiàn)釬焊;
[0052]⑤釬焊之后隨爐降溫至500°C,此時(shí)通入氬氣并啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行快速風(fēng)冷,冷卻壓強(qiáng)為 Ibar ;
[0053]⑥待溫度冷卻至80°C以下,封嚴(yán)座組件即可出爐。
[0054]對(duì)出爐的封嚴(yán)座組件焊縫進(jìn)行密封檢驗(yàn),在釬焊接頭外露端表面涂白堊粉乳液,待白堊粉乳液干燥后,將上安裝邊孔進(jìn)行封堵,然后由下安裝邊孔向?qū)Ч軆?nèi)注滿煤油與蘇丹紅混配的滲透液,并保持15分鐘,干燥的白堊粉表面無滲漏的紅色潤跡,符合要求,同時(shí)檢查座體上、下安裝邊的高度差仍為120.5_,符合要求。
[0055]實(shí)施例二
[0056]封嚴(yán)座組件的座體為TC4的鈦合金,導(dǎo)管為lCrl8Ni9Ti不銹鋼,導(dǎo)管直徑為Φ 5mm,導(dǎo)管的兩端頭插入座體上、下安裝邊孔的深度為3.5mm,座體上、下安裝邊的高度差為 120.8mm。
[0057]釬焊過程中使用的真空爐型號(hào)為VBFV-300,設(shè)備工作溫度為550?1350°C,溫度均勻性為±5°C,其極限真空壓力為0.0OlPa0
[0058]所述上述封嚴(yán)座組件的釬焊方法,包括如下步驟:
[0059]步驟一:焊前準(zhǔn)備
[0060]①準(zhǔn)備一份BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,釬料厚度為0.1mm,然后利用金剛砂紗布清理釬料表面的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤;
[0061]②利用金剛砂紗布清理導(dǎo)管的兩端頭待焊處的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤;
[0062]③檢查導(dǎo)管的兩端頭與座體上、下安裝邊孔的配合間隙,配合間隙控制在0.1mm ;
[0063]④將導(dǎo)管、座體及釬料均利用丙酮進(jìn)行清洗,去除表面的油脂及其它雜質(zhì),清洗干凈后,立即用壓縮空氣將導(dǎo)管、座體及釬料吹干;
[0064]步驟二:裁剪BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,裁剪后的釬料有兩種規(guī)格,第一種為條狀釬料,第二種為正方形釬料;
[0065]條狀釬料的寬度為3.5mm,條狀釬料的長度為60mm,條狀釬料數(shù)量為兩條;正方形釬料的邊長為9X9mm,正方形釬料數(shù)量為4或6片,在正方形釬料的中心沖圓孔,沖孔直徑為Φ 6mm,在正方形釬料任意一邊剪切開口 ;
[0066]步驟三:將裁剪好的條狀釬料纏繞在導(dǎo)管兩端頭待焊處,條狀釬料纏繞處距導(dǎo)管端頭的尺寸距離為3.5mm,即導(dǎo)管插入座體的深度為3.5mm,再利用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將纏繞好的條狀釬料固定在導(dǎo)管上;
[0067]步驟四:將導(dǎo)管與座體的上、下安裝邊孔進(jìn)行裝配,保證導(dǎo)管兩端頭待焊處的條狀釬料與上、下安裝邊孔的孔邊緣相接觸;
[0068]步驟五:在導(dǎo)管的條狀釬料纏繞處套裝2或3片正方形釬料,再用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將正方形釬料固定在座體上,此時(shí)的正方形釬料在釬焊時(shí)作為釬料補(bǔ)償,保證形成釬焊圓角,此時(shí)完成封嚴(yán)座組件的裝配;
[0069]步驟六:將裝配完成的封嚴(yán)座組件送入定位夾具內(nèi)固定,然后將封嚴(yán)座組件連同定位夾具送入真空爐內(nèi)進(jìn)行釬焊,直到釬焊結(jié)束封嚴(yán)座組件出爐,此時(shí)封嚴(yán)座組件的釬焊作業(yè)全部完成。
[0070]定位夾具由底盤、導(dǎo)管夾緊環(huán)、導(dǎo)管壓緊塊及可調(diào)支柱組成,封嚴(yán)座組件通過座體下安裝邊放置到底盤上,由可調(diào)支柱支撐座體的上安裝邊,導(dǎo)管上端由導(dǎo)管夾緊環(huán)固定,導(dǎo)管下端由導(dǎo)管壓緊塊固定。
[0071 ] 封嚴(yán)座組件在真空爐內(nèi)的釬焊工藝及參數(shù)控制如下:
[0072]①抽真空至壓強(qiáng)小于0.0lPa后開始升溫;
[0073]②以12°C /分鐘的升溫速率,將溫度升至750°C,同時(shí)保溫20分鐘;
[0074]③向真空爐內(nèi)通入氬氣,使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)升至100Pa ;
[0075]④以5°C /分鐘的升溫速率,將溫度升至940°C,同時(shí)保溫8分鐘,此過程實(shí)現(xiàn)釬焊;
[0076]⑤釬焊之后隨爐降溫至500°C,此時(shí)通入氬氣并啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行快速風(fēng)冷,冷卻壓強(qiáng)為 Ibar ;
[0077]⑥待溫度冷卻至80°C以下,封嚴(yán)座組件即可出爐。
[0078]對(duì)出爐的封嚴(yán)座組件焊縫進(jìn)行密封檢驗(yàn),在釬焊接頭外露端表面涂白堊粉乳液,待白堊粉乳液干燥后,將上安裝邊孔進(jìn)行封堵,然后由下安裝邊孔向?qū)Ч軆?nèi)注滿煤油與蘇丹紅混配的滲透液,并保持15分鐘,干燥的白堊粉表面無滲漏的紅色潤跡,符合要求,同時(shí)檢查座體上、下安裝邊的高度差仍為120.8_,符合要求。
[0079]實(shí)施例中的方案并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍,凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更,均包含于本案的專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,其特征在于:包括如下步驟: 步驟一:焊前準(zhǔn)備 ①準(zhǔn)備一份BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,然后利用金剛砂紗布清理釬料表面的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤; ②利用金剛砂紗布清理導(dǎo)管的兩端頭待焊處的氧化膜,直至呈現(xiàn)金屬光澤; ③檢查導(dǎo)管的兩端頭與座體上、下安裝邊孔的配合間隙,配合間隙控制在0.03?0.1mm之間; ④將導(dǎo)管、座體及釬料均利用丙酮進(jìn)行清洗,去除表面的油脂及其它雜質(zhì),清洗干凈后,立即用壓縮空氣將導(dǎo)管、座體及釬料吹干; 步驟二:裁剪BAg71CuNiLi帶狀成品釬料,裁剪后的釬料有兩種規(guī)格,第一種為條狀釬料,第二種為正方形釬料; 步驟三:將裁剪好的條狀釬料纏繞在導(dǎo)管兩端頭待焊處,條狀釬料纏繞處距導(dǎo)管端頭的尺寸距離,等于導(dǎo)管插入座體的深度,再利用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將纏繞好的條狀釬料固定在導(dǎo)管上; 步驟四:將導(dǎo)管與座體的上、下安裝邊孔進(jìn)行裝配,保證導(dǎo)管兩端頭待焊處的條狀釬料與上、下安裝邊孔的孔邊緣相接觸; 步驟五:在導(dǎo)管的條狀釬料纏繞處套裝正方形釬料,再用儲(chǔ)能點(diǎn)焊將正方形釬料固定在座體上,此時(shí)的正方形釬料在釬焊時(shí)作為釬料補(bǔ)償,保證形成釬焊圓角,此時(shí)完成封嚴(yán)座組件的裝配; 步驟六:將裝配完成的封嚴(yán)座組件送入定位夾具內(nèi)固定,然后將封嚴(yán)座組件連同定位夾具送入真空爐內(nèi)進(jìn)行釬焊,直到釬焊結(jié)束封嚴(yán)座組件出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,其特征在于:條狀釬料的寬度為3?4mm,條狀釬料的厚度為0.1mm,條狀釬料的長度由導(dǎo)管待焊處的空間尺寸確定,條狀釬料數(shù)量為兩條;正方形釬料的邊長比導(dǎo)管待焊處管體直徑大3mm,正方形釬料數(shù)量為4或6片,在正方形釬料的中心沖圓孔,沖孔直徑與導(dǎo)管待焊處纏繞條狀釬料后的直徑相等,在正方形釬料任意一邊剪切開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,其特征在于:定位夾具由底盤、導(dǎo)管夾緊環(huán)、導(dǎo)管壓緊塊及可調(diào)支柱組成,封嚴(yán)座組件通過座體下安裝邊放置到底盤上,由可調(diào)支柱支撐座體的上安裝邊,導(dǎo)管上端由導(dǎo)管夾緊環(huán)固定,導(dǎo)管下端由導(dǎo)管壓緊塊固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封嚴(yán)座組件的釬焊方法,其特征在于:封嚴(yán)座組件在真空爐內(nèi)的釬焊工藝及參數(shù)控制如下: ①抽真空至壓強(qiáng)小于0.0lPa后開始升溫; ②以8?12°C/分鐘的升溫速率,將溫度升至750±10°C,同時(shí)保溫15?20分鐘; ③向真空爐內(nèi)通入氬氣,使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)升至500?100Pa; ④以5?10°C/分鐘的升溫速率,將溫度升至930± 10°C,同時(shí)保溫8?12分鐘,此過程實(shí)現(xiàn)釬焊; ⑤釬焊之后隨爐降溫至500±10°C,此時(shí)通入氬氣并啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行快速風(fēng)冷,冷卻壓強(qiáng)為 Ibar ; ⑥待溫度冷卻至80°C以下,封嚴(yán)座組件即可出爐。
【文檔編號(hào)】B23K1/00GK104353921SQ201410577480
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】孔慶吉, 楊澗石, 李文學(xué), 杜靜, 李曉光 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司