掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

一种航改型燃气轮机蜂窝封严真空钎焊工艺方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


一种航改型燃气轮机蜂窝封严真空钎焊工艺方法

技术领域

本发明涉及航改型燃气轮机气封蜂窝组件磨损修复技术领域,具体涉及一种航改型燃气轮机蜂窝封严真空钎焊工艺方法。

背景技术

航改型燃气轮机内部核心组件的转子与静止封严结构中广泛采用了蜂窝密封结构,工作过程中蜂窝与转子部件易产生摩擦、挤压,导致蜂窝磨损或变形。蜂窝封严密封结构(简称蜂窝封严)制造的关键是蜂窝与壳体的连接,目前最为有效的连接方法是真空钎焊。环形蜂窝结构件通常为整体焊接结构,磨损的蜂窝无法拆卸,只能通过先加工去除旧蜂窝,然后再钎焊新蜂窝的方法修理。

随着航改型燃气轮机维修工程的不断启动和发展,大量的易损蜂窝结构件需要进行修理。蜂窝封严结构件的钎焊修理存在蜂窝去除、真空钎焊变形控制、保证零件组织性能等问题。一旦蜂窝封严结构件在使用后产生变形,安装位置几乎不允许再加工,加之蜂窝钎焊质量要求高等,要保证修复的合格率难度很大,非常必要对燃气轮机蜂窝封严真空钎焊技术进行深入研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种航改型燃气轮机蜂窝封严真空钎焊工艺方法,旨在解决现有技术中的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:

一种航改型燃气轮机蜂窝封严真空钎焊工艺方法,包括以下具体步骤:

S1:去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝获得基体;

S2:对基体进行真空钎焊变形控制处理;

S3:对真空钎焊变形控制后的基体进行组织性能保持处理。

本发明的有益效果是:本发明提供一种新型真空钎焊工艺,工艺合理,修复效率高,修复效果较佳,解决了现有技术中蜂窝去除工艺控制、真空钎焊变形控制以及保证零件组织性能等问题。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,所述S2具体包括:

S21:对蜂窝条进行剪裁及拼焊获得蜂窝环,并对蜂窝环进行切割整形处理;

S22:将蜂窝环套在基体外并进行真空钎焊处理。

采用上述进一步方案的有益效果是工艺设计合理,首先对蜂窝条进行处理获得蜂窝环,并将蜂窝环切割整形至设定尺寸,然后再将蜂窝环套设在基体上,维修方便,效率高。

进一步,所述S21之前还包括:对基体进行荧光检测,以判断基体上是否存在裂纹,若发现裂纹则停用。

采用上述进一步方案的有益效果是旧蜂窝去除过程中会去除基体的表层,通过荧光检测可确认基体表面是否存在裂纹,当出现裂纹时该基体则无法使用,保证基体的质量。

进一步,所述S21与所述S22之间还包括:对基体的钎焊面进行喷砂处理,并对蜂窝环及喷砂后的基体进行清洗,去除基体和蜂窝环表面的油渍及锈渍,然后对基体及蜂窝环进行烘干处理。

采用上述进一步方案的有益效果是清理方便,有效去除基体及蜂窝环表面的油渍及锈渍,保证维修的质量。

进一步,采用200-800目的湿喷砂对基体进行喷砂处理。

采用上述进一步方案的有益效果是通过湿喷砂可增加基体钎焊面的光滑度,以便后续作业,提高维修质量。

进一步,所述S21具体包括:

S211:将蜂窝环的两端剪裁呈58-62°斜角,并将剪裁后蜂窝环的两端进行点焊拼接形成蜂窝环;

S212:将蜂窝环电阻焊定位在工装环上;

S213:线切割去除蜂窝环内侧的翘起部分,并使线切割后的蜂窝环与工装环分离。

采用上述进一步方案的有益效果是将蜂窝环的两端剪裁为斜角状,可增加蜂窝环两端的接触面积,保证焊接的稳定性及质量;

另外,利用工装环模拟基体,以对蜂窝环进行处理,保证后续蜂窝环能够与基体完全贴合,从而保证维修的质量。

进一步,所述S22具体包括:

S221:将钎料带压入蜂窝环的蜂窝芯格内,并将蜂窝环点焊定位在基体上;

S222:将钎料膏均匀涂抹在蜂窝环与基体之间的夹角上;

S223:将已固定蜂窝环的基体置于真空热处理炉内进行真空钎焊处理,获得半成品。

采用上述进一步方案的有益效果是通过钎焊工艺将蜂窝环固定套设在基体外,维修方便。

进一步,所述S3具体包括:

S31:采用真空热处理炉对半成品进行时效热处理;

S32:采用电火花设备通过电极头放电腐蚀,将半成品上蜂窝环的表面加工至完工尺寸,获得成品。

采用上述进一步方案的有益效果是工艺设计合理,通过上述工艺使得基体在真空钎焊过程中的损伤恢复原状,保证整个基体的性能。

进一步,所述S223与所述S31之间还包括:对半成品进行渗漏检测,以判断蜂窝环的内侧是否密封严实,若蜂窝环的内侧密封不严实则需进行补焊直至密封严实。

采用上述进一步方案的有益效果是工艺简单,设计合理,可有效判断蜂窝环的内侧是否密封严实,保证维修的质量。

进一步,所述S1具体包括:

采用工装固定住蜂窝封严结构件,并通过机加工去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝。

采用上述进一步方案的有益效果是工艺简单,可快速去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝,去除效率高。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图;

图2为本发明中机加工去除基体上蜂窝时工装的结构示意图;

图3为本发明中蜂窝条的结构示意图;

图4为本发明中蜂窝条的两端焊接时的结构示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、工装;2、蜂窝条。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

如图1至图4所示,本实施例提供一种航改型燃气轮机蜂窝封严真空钎焊工艺方法,包括以下具体步骤:

S1:去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝获得基体;

S2:对基体进行真空钎焊变形控制处理;

S3:对真空钎焊变形控制后的基体进行组织性能保持处理。

本实施例提供一种新型真空钎焊工艺,工艺合理,修复效率高,修复效果较佳,解决了现有技术中蜂窝去除工艺控制、真空钎焊变形控制以及保证零件组织性能等问题。

实施例2

在实施例1的基础上,本实施例中,所述S2具体包括:

S21:对蜂窝条2进行剪裁及拼焊获得蜂窝环,并对蜂窝环进行切割整形处理;

S22:将蜂窝环套在基体外并进行真空钎焊处理。

该工艺设计合理,首先对蜂窝条进行处理获得蜂窝环,并将蜂窝环切割整形至设定尺寸,然后再将蜂窝环套设在基体上,维修方便,效率高。

实施例3

在实施例2的基础上,本实施例中,所述S21之前还包括:对基体进行荧光检测,以判断基体上是否存在裂纹,若发现裂纹则停用。

旧蜂窝去除过程中会去除基体的表层,通过荧光检测可确认基体表面是否存在裂纹,当出现裂纹时该基体则无法使用,保证基体的质量。

车削去除旧蜂窝,零件基体材料最大去除量为0.076mm。使用碳化硅砂轮手工打磨去除残留的蜂窝材料以及原始钎焊料,打磨后确保轮廓变化量为0.05mm每25.4mm,或更少,保证单位面积内平滑过度,无凹坑、高点。车削去除旧蜂窝、打磨去除残茬都会接触到零件基体钎焊面,使用OMat653标准灵敏度荧光渗透剂对待修零件进行裂纹检测。如果发现裂纹,则停用。

需要说明的是:基体去掉一层是正常的,但是不能有裂纹。

实施例4

在实施例2至实施例3任一项的基础上,本实施例中,所述S21与所述S22之间还包括:对基体的钎焊面进行喷砂处理,并对蜂窝环及喷砂后的基体进行清洗,去除基体和蜂窝环表面的油渍及锈渍,然后对基体及蜂窝环进行烘干处理。

清理方便,有效去除基体及蜂窝环表面的油渍及锈渍,保证维修的质量。

该步骤的具体过程为:对待修零件基体钎焊面进行500目湿喷砂(只能对基体进行喷砂),喷砂后表面粗糙度为Ra1.1~1.25μm,标准为Ra0.7~2.0μm的平方根值。基体与蜂窝环一并进行化学清洗,去除掉表面油污及锈渍,基体和蜂窝环一起冲洗干净后烘箱烘干(110-130°,30min,温度优选120℃)。

优选地,本实施例中,上述化学清洗采用的清洗液优选异丙醇(C

实施例5

在实施例4的基础上,本实施例中,采用200-800目的湿喷砂对基体进行喷砂处理。

该方案通过湿喷砂可增加基体钎焊面的光滑度,以便后续作业,提高维修质量。

优选地,本实施例中,优选采用500目的湿喷砂对基体进行喷砂处理。

实施例6

在实施例2至实施例5任一项的基础上,本实施例中,所述S21具体包括:

S211:将蜂窝环的两端剪裁呈58-62°斜角,并将剪裁后蜂窝环的两端进行点焊拼接形成蜂窝环;

S212:将蜂窝环电阻焊定位在工装环上;

S213:线切割去除蜂窝环内侧的翘起部分,并使线切割后的蜂窝环与工装环分离。

该工艺将蜂窝环的两端剪裁为斜角状,可增加蜂窝环两端的接触面积,保证焊接的稳定性及质量;

另外,利用工装环模拟基体,以对蜂窝环进行处理,保证后续蜂窝环能够与基体完全贴合,从而保证维修的质量。

所述S211的具体步骤为:将设定长度的蜂窝带一端水平装卡到试样切割机切割蜂窝专用工装上,启动切割机沿蜂窝带芯格边缘进行60°的斜口切割。然后将被切割一端用C型夹固定在待修零件专用线切割工装上(待修零件蜂窝钎焊面外径φ496mm,工装环外径φ494mm),另一端环绕工装形成蜂窝环,用记号笔标记接头重合部位,以标记部位为起点再次沿芯格边缘反向切60°斜口。用磨床GD-6025Q对斜切面进行打磨,去除掉蜂窝带切割面上的毛刺、断茬。将裁切后的蜂窝带在工装上绕成环,从斜口接头开始每间隔10cm用C型夹夹紧蜂窝与工装,确保蜂窝与工装环完全贴合。

对绕制的蜂窝环接头部位进行评估:蜂窝斜口接头此时若是搭接状态,则沿切割方向打磨去除掉一整排蜂窝芯格,直至蜂窝环两端接头处相差0.5~1排蜂窝芯格,与工装环形成过盈配合。过盈量是经过多次试验对比得出最佳数据;此处过盈配合是蜂窝带预制成蜂窝环与工装环之间装配关系,线切割步骤中过盈配合是线切割割取整圆后,蜂窝环内径尺寸与零件基体钎焊面装配关系,两者并不相同。因蜂窝条带是由薄带板材冲压成梯形波纹板结构,多层波纹板叠加焊接制成,蜂窝条带本身刚性较弱,且具备一定的拉伸延展性,此处过盈装配仅涉及到拉伸,并无挤压,过盈量也是经过多次试验论证得出,蜂窝并未变形,因此精准控制蜂窝带过盈量,装配时由两名及以上人员将蜂窝环周向平行缓慢套进工装环,可避免装夹变形。

另外,点焊前目视检查蜂窝带接头两端的配合面,确保两配合面能最小间隙拼焊在一起。若配合面上残余毛刺、断茬致使出现间隙,先返回上一步工序打磨修整。点焊时先对蜂窝环内径接口进行点焊,确认搭接面平整后使用DLE-08型智能精密冷焊机电阻焊方式对搭接面进行点焊,点焊功率设置为18%~20%(此数据是依据厂内DLE-08型智能精密冷焊机,结合蜂窝带芯格规格,多次试验论证得出。点焊功率过高会导致烧蚀甚至击穿蜂窝芯格,功率过低焊接质量较差,轻微弯折即会开焊)。在内径等距固定4-5个点后,再对蜂窝环外径接口进行4-5处点焊,然后完成配合面内外径所有面的点焊。

需要说明的是:由于蜂窝条有厚度,上述内径和外径指的是蜂窝条端部的内径和外径,先经过点焊进行初步定位,然后再进行满焊形成蜂窝环。

所述S212的具体步骤为:电阻焊前对蜂窝和线切割专用工装进行化学清洗(把蜂窝环和工装环放在除油槽内,除油槽内装有碱性溶液),去除表面油污及锈渍,否则电阻焊可能会造成蜂窝环及工装烧蚀,影响焊接质量。将蜂窝环套在工装外环上,使用双脉冲点焊对蜂窝面进行电阻焊(电阻焊,是指利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为热源将焊件局部加热,同时加压进行焊接的方法。),电阻焊功率设置为25%,压力为30KG(此数据是依据厂内电阻焊机,结合蜂窝带芯格规格,多次试验论证得出。电阻焊功率过高会导致烧蚀甚至击穿蜂窝芯格,压力过大会损坏芯格结构),确认蜂窝环完全固定在工装上即可。蜂窝环套进工装环后,必须保证周向处于同一水平面,线切割割取整圆后才会无偏差。通过将工装环平放于水平基准面上,将蜂窝环缓慢套进工装后,使蜂窝环下端面与水平基准面完全贴合,以此保证蜂窝环水平,实现装配定位。

所述S213的具体步骤为:线切割0.2mm钼丝从专用工装穿丝孔为起点沿着工装环外径增加0.8mm开始环形切割(钼丝速度为8~10m/s可调,精度为0.05~0.08mm),必须完全切掉蜂窝环内径的翘边部分(去除马鞍形),最终使蜂窝环内径与待修零件基体外径成过盈配合(基体钎焊面外径φ496mm,工装环的外径φ494mm且略小于基体外径)。

实施例7

在实施例2至实施例6任一项的基础上,本实施例中,所述S22具体包括:

S221:将钎料带压入蜂窝环的蜂窝芯格内,并将蜂窝环点焊定位在基体上;

S222:将钎料膏均匀涂抹在蜂窝环与基体之间的夹角上;

S223:将已固定蜂窝环的基体置于真空热处理炉内进行真空钎焊处理,获得半成品。

该工艺通过钎焊工艺将蜂窝环固定套设在基体外,维修方便。

所述221的具体步骤为:截取2片15~20cm镍基钎料带,依次撕开保护膜将2片长度一致的钎料带叠加在一起,揭去最底面的白色保护膜平铺放置蜂窝环内径表面上,顶面仍保留透明保护膜。使用厂内自研钎料加压工装对放置好钎料带的蜂窝环预紧,将蜂窝环套在工装下部钢制辊轮上,通过顶部升降旋钮调节上部尼龙辊轮缓慢下降,直至尼龙辊轮接触到蜂窝环表面的钎料带,按下加压按钮,此时尼龙辊轮对蜂窝环接触面施加2MPa压力,将钎料(软状)带完全压入蜂窝芯格中,标准为显露出蜂窝芯格基体。顺时针转动工装旋转手轮,依次递进向蜂窝环内径表面加填钎料带,钎料压制完成的区域用保鲜膜包覆进行保护,并以此方法完成整圈钎料带的预埋,最后去除保鲜膜。此工装压力可调,依据蜂窝规格及钎料带用量施加不同压力,实现一次辊压将钎料完全压入蜂窝芯格中,经此优化可省去手术刀片刮取蜂窝面多余钎料工序。

将蜂窝环套入待修零件基体钎焊面上,使用双脉冲点焊对蜂窝面进行电阻焊固定。电阻焊先分4等分距离进行点焊,然后8等分距离进行点焊,随后按圆周方向逐步进行点焊,蜂窝面宽度方向前中后三个部位依次进行电阻焊后,再进行下一距离的电阻焊。电阻焊功率为25%,压力为30KG(点焊过程中应实时对上电极头状态进行检查,当电极头铜片出现变形或者发黑后应及时更换,避免因接触不良造成蜂窝面打火烧蚀)。焊接完成后用0.076mm的塞尺对焊缝进行检查,当间隙大于0.076mm时应对此区域再进行电阻焊定位,确保间隙小于0.076mm,此处间隙数值非行业通用,因钎料成分、基体材质不同,装配间隙略有不同,行业通用数据是0.1mm左右。固定有蜂窝环的待修组件在高温环境下呈现热胀状态,蜂窝环与零件材质不同,热膨胀系数也不同,试验结果表明,将蜂窝环与零件钎焊面装配间隙控制在0.076mm以下,钎料毛细扩散作用越好,可得到最佳钎焊效果,钎焊间隙越小越好。

需要说明的点:S212步骤中电阻焊定位是将预制的蜂窝环固定在线切割工装上,目的是便于下一工序线切割,避免切割过程中蜂窝环窜动以及掉落,导致切割失败。而S221步骤中电阻焊定位是将线切割后存在合适过盈量,且经过清洗、压入钎料带等准备工序后的蜂窝环固定在零件基体上,属于钎焊前准备工作的最后步骤,目的是使蜂窝环与基体钎焊面装配间隙小于0.076mm,利于钎料在融化温度时充分毛细作用,达到最佳钎焊效果。

所述222的具体步骤为:使用无菌注射器抽取3ml钎焊凝胶粘接剂(G-4624),使用天平称取约9g的镍基钎焊金属粉末倒入注射器筒身中,玻璃棒搅拌均匀,使混合物成凝胶状,最佳状态为玻璃棒抽离时,钎料膏可拉丝10~15mm。挤压注射器,将钎料膏均匀涂抹在蜂窝环与待修零件的夹角上,注射过程中同时确认膏体完全覆盖在钎脚接缝上(蜂窝环与基体的两侧之间均涂覆上钎料)。

注射量标准:钎料膏体积为接缝装配间隙的4倍。对未覆盖的区域进行补涂,直至整圈接缝都完整覆盖。

所述223的具体步骤为:将已固定蜂窝环的待修零件组件装卡进热处理矫形工装,整体匀速、缓慢放进真空热处理炉,保证震动不改变装配间隙。按照设定工艺步骤进行钎焊:在真空度0.5微米汞柱条件下,60分钟缓慢加热至900℃保温40分钟,待高温合金零件以及热处理矫形工装温度均达到恒温状态(利用装卡在工装表面的铠装热电偶测得实时温度),迅速升温至1130℃(镍基NICROBRAZ 135钎料融化温度上限)保温5分钟,停止加热,待炉内温度降至900℃时向热处理炉膛内充惰性气体,快速冷却至出炉温度。现有发明专利真空度要求较高(4x10-2Pa),1.9钎焊步骤真空度数值可放宽至6x10-2Pa,满足钎焊要求且响应了降本增效的号召。现有发明专利钎焊工艺阶梯温度以及保温时间都过长,大大增加了钎焊工时。

实施例8

在实施例7的基础上,本实施例中,所述S3具体包括:

S31:采用真空热处理炉对半成品进行时效热处理;

S32:采用电火花设备通过电极头放电腐蚀,将半成品上蜂窝环的表面加工至完工尺寸,获得成品。

该工艺设计合理,通过上述工艺使得基体在真空钎焊过程中的损伤恢复原状,保证整个基体的性能。

所述31的具体步骤为:将经检测、评估钎焊质量合格的零件装卡进热处理专用工装,整体匀速、缓慢放进真空热处理炉,保证震动不改变装配状态,始终保持零件水平,配合面与工装完全接触无缝隙,按照设定工艺步骤进行时效热处理:在真空度0.5微米汞柱条件下,60分钟加热至750℃保持240分钟,停止加热,待炉内温度降至700℃时向热处理炉膛内充惰性气体,快速冷却至出炉温度。真空钎焊后经时效热处理,可有效恢复零件组织性能。

所述32的具体步骤为:使用对应工装将零件安装到夹具上,顺时针对向紧固46个螺钉,紧固时边锁紧边调整零件位置,全部锁紧后使用百分表将零件外圆打表找出变形位置松开对应的紧固螺钉再调整零件使待修零件机加表面处于同一圆上,保证平面度0.02mm同轴度0.02mm公差要求。运行电火花设备通过电极头放电腐蚀,将蜂窝表面加工至完工尺寸,经过清洗除油,故检检测合格即可将待修零件转为可用状态,转存库房备用。

实施例9

在实施例8的基础上,本实施例中,所述S223与所述S31之间还包括:对半成品进行渗漏检测,以判断蜂窝环的内侧是否密封严实,若蜂窝环的内侧密封不严实则需进行补焊直至密封严实,每次补焊完成后需要重新进行检测,检测不合格再进行补焊。

该工艺简单,设计合理,可有效判断蜂窝环的内侧是否密封严实,保证维修的质量。

优选地,本实施例中,上述渗漏检测采用的检测液为C12-14-乙氧基仲醇,C12-14-乙氧基仲醇与纯水的体积比为1:100。

渗漏检测的具体步骤为:待炉温冷却至80℃取出零件,将零件放置在钎焊质量专用检测工装料框内,工装槽内有检测液与纯水1:100混合溶液,下降料框将零件完全浸泡在检测溶液中30分钟,直至无气泡释放,提升料框使零件脱离检测溶液液面,将零件检测面45°斜向朝上放置在料框内,静置15分钟后使用黑光灯(紫外线光)照射进行检测。钎焊质量合格的区域,每个蜂窝芯格内均有溶液并且反射荧光,类似鱼眼泡泡,未成功钎焊的区域则会暗淡无光,蜂窝芯格底部钎料无铺展现象。将未钎焊区域进行标记以便于最终评估,若最终检测结果不满足验收标准(钎着率要求大于80%),则进行补焊,每单次修理件补焊次数不得超过2次,直至蜂窝面钎着率满足验收要求。

上述工艺步骤,与现有专利不同点:

(1)蜂窝环采用电阻焊定位固定在零件上,无需工装卡具约束,避免入炉钎焊时,热膨胀挤压损坏蜂窝;

(2)蜂窝环与零件装配间隙小至0.076mm,更利于钎料毛细填充,提高钎焊质量,一次合格率显著提高;

(3)通过专用辊压工装将钎料预埋进蜂窝芯格,无需储能点焊钎料,大大减少钎料污染概率;并且无打磨焊点工序,有效缩减工时;

(4)现有专利需要膨胀系数不同的过渡蜂窝环、扇形胀块、锥体以及限位环,装卡方式复杂繁琐,易操作失误造成蜂窝、零件受损,且工装包裹性太强不利于零件散热;

(5)钎焊工艺步骤较现有专利更高效简洁,钎焊工艺阶梯温度以及保温时间优化缩短,且真空度范围更宽泛,大大缩减钎焊耗时。

实施例10

在上述各实施例的基础上,本实施例中,所述S1具体包括:

采用工装1固定住蜂窝封严结构件,并通过机加工去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝。

该工艺简单,可快速去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝,去除效率高。

传统机加去除旧蜂窝过程中直接使用压板将零件压紧至工作台车削时零件受力发生形变会导致零件径向发生位移导致旧蜂窝无法完全去除。

因待修零件是薄壁环形结构,车削工装必须能够控制零件径向发生形变,工装原料采用强度高、抗变形能力强的45#钢,加工完成后进行热处理进一步提高工装材料的抗变形能力(优势:圆环形工件,传统机加时圆环形工件会变椭,工装上有46个螺钉孔,当工件发生变形时手动将螺钉挤压工件,使得工件恢复原状)。热处理后工装硬度增加,采用立式磨床进行磨削精加保证平面度0.02mm同轴度0.02mm公差要求。充分利用待修零件螺栓孔位,将车削工装上均布设计46个螺钉孔(一般工装定位只需6-8个紧固螺钉孔),紧固时边锁紧边调整零件位置,全部锁紧后使用百分表将零件外圆打表找出变形位置松开对应的紧固螺钉再调整零件使待修零件机加表面处于同一圆上(参见图1),使用此工装装卡薄壁环形件能将径向表面的蜂窝完全去除,最大化保留基体材料。

本发明中真空钎焊工艺方法的过程如下:

(1)采用工装1固定住蜂窝封严结构件,并通过机加工去除蜂窝封严结构件上的旧蜂窝;

(2)对基体进行荧光检测,以判断基体上是否存在裂纹;

(3)将蜂窝环的两端剪裁呈58-62°斜角,并将剪裁后蜂窝环的两端进行点焊拼接形成蜂窝环;

(4)将蜂窝环电阻焊定位在工装环上;

(5)线切割去除蜂窝环内侧的翘起部分,并使线切割后的蜂窝环与工装环分离;

(6)对基体的钎焊面进行喷砂处理,并对蜂窝环及喷砂后的基体进行清洗,去除基体和蜂窝环表面的油渍及锈渍,并对基体及蜂窝环进行烘干处理;

(7)将钎料带压入蜂窝环的蜂窝芯格内,并将蜂窝环点焊定位在基体上;

(8)将钎料膏均匀涂抹在蜂窝环与基体之间的夹角上;

(9)将已固定蜂窝环的基体置于真空热处理炉内进行真空钎焊处理,获得半成品;

(10)对半成品进行渗漏检测,以判断蜂窝环的内侧是否密封严实;

(11)采用真空热处理炉对半成品进行时效热处理;

(12)采用电火花设备通过电极头放电腐蚀,将半成品上蜂窝环的表面加工至完工尺寸,获得成品。

本发明的有益效果为:

燃气轮机蜂窝封严组件真空钎焊存在四个关键因素:钎焊面表面光洁度、钎料用量、装配间隙、钎焊温度。

(1)钎焊面表面光洁度

钎焊面表面光洁度包括待修零件基体钎焊面清洁度、粗糙度以及蜂窝面平整度。试修中通过对基体、蜂窝带化学清洗,实现除油去污效果;对基体钎焊面进行喷砂,控制表面粗糙度在标准区间Ra0.84~1.41μm,若粗糙度大于标准值,则不利于蜂窝带电阻焊定位,致使装配间隙过大,若粗糙度小于标准值,基体钎焊面过于光滑,则不利于钎料在毛细作用下扩散。蜂窝面平整度通过夹具约束可有效控制,保证钎焊间隙符合要求。

(2)钎料用量

压入蜂窝芯格面的带状钎料以及涂覆钎脚的钎料膏用量必须精准控制,在钎焊过程中,若钎料过量,会导致蜂窝芯格溶蚀,并且填高尺寸超过蜂窝高度的25%,严重的甚至填满芯格,完全不符合验收要求;若钎料不足,则会导致钎焊失败。

(3)装配间隙

在蜂窝封严真空钎焊技术研究中,装配间隙不等同于钎焊间隙。固定有蜂窝环的待修组件在高温环境下呈现热胀状态,蜂窝环与零件材质不同,热膨胀系数也不同,试验结果表明,将蜂窝环与零件钎焊面装配间隙控制在0.076mm以下,钎料毛细扩散作用越好,可得到最佳钎焊效果。

(4)钎焊温度

真空炉钎焊温度以及保温时间同样关键,试修中,热辐射加热低保温至炉膛内温度均匀,使待修组件以及钎料充分预热,迅速升温达到钎料熔化温度,设置适宜保温时间。保温时间随钎焊温度线性变化,钎焊温度取钎料融化温度上限,则保温时间不宜过长,否则会导致钎料肆意扩散,致使钎焊面钎料不足。

需要说明的是,本发明所涉及到的方法各个具体处理步骤中涉及到的操作过程、各技术参数等,没有特殊说明的,均按照本领域常规技术手段执行,在此不再进行赘述。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

相关技术
  • 一种带腔封严环校形与钎焊复合的真空钎焊方法
  • 一种带有蜂窝密封的涡轮级间封严结构及燃气轮机
技术分类

06120116489723