[發明專利]采用氬弧焊修復飛機鈦合金滑軌凹坑的工藝方法

有效

• 申請號: 201410192852.5
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103949757A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張學軍;李能;孫兵兵;郭紹慶
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235;B23K103/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，涉及一種采用氬弧焊修復飛機鈦合金滑軌凹坑的工藝方法。尤其適用于航空發動機維修領域，對飛機鈦合金滑軌在長期服役后產生的凹坑進行修復。

背景技術

飛機鈦合金滑軌通過精密鍛造+振動強化制備。飛機到兩個翻修周期之后，由于長期使用，在該類滑軌的工作型面和側限位面會出現不同情況的壓坑故障。滑軌工作型面壓坑深度一般為0.05mm～0.15mm，個別壓坑最大深度為0.3mm，側限位面壓坑深度一般為0.1mm～0.5mm之間，個別壓坑深度達到0.7mm～0.95mm。這些壓坑故障需要采用氬弧焊的方法進行修復。由于滑軌經過振動強化處理，表面為壓應力，因此焊后不宜進行消除應力退火處理，否則有可能導致表面原始的壓應力狀態發生改變，影響滑軌的疲勞性能。在焊接修復的過程中，選擇與滑軌母材有良好相容性的焊接材料，使得熔合區不產生過多的脆硬組織，同時焊縫的硬度和強度與母材接近，保證在下一個大修周期內不會再次出現壓坑，經過焊接試板的試驗和分析，氬弧焊的工藝可以實現壓坑故障的修復。

發明內容

本發明的目的是提出一種采用氬弧焊修復飛機鈦合金滑軌凹坑的工藝方法。

本發明的技術方案是：

(1)測量滑軌凹坑的深度并做好標記和記錄；

(2)修復前表面清理，采用100號和200號砂紙去除滑軌凹坑表面的氧化皮，直到目視檢查露出金屬光澤為止；采用100號和200號砂紙打磨距離滑軌凹坑邊緣不超10mm的區域，直到目視檢查打磨區域露出金屬光澤；

(3)焊接修復，選用直徑為0.8mm～2.0mm、焊接接頭拉伸強度達到被焊滑軌母材拉伸強度80％的焊絲，并采用400號砂紙打磨焊絲表面直至見金屬光澤，用潔凈的紗布蘸丙酮將焊絲擦拭干凈，去除表面的灰塵和污漬；選用直徑為12mm～16mm的噴嘴和直徑1.2mm～2.0mm的鎢極，具體焊接參數為：引弧電流18A～25A；收弧電流3A～8A；起弧時間0.05s～0.5s；收弧時間3s～10s；焊接電流為30A～60A，焊接電壓適配為8.0V～9.4V，氬氣流量為10L/min～15L/min；在補焊位置的背面安裝散熱銅塊，散熱銅塊與滑軌的接觸面積大于滑軌凹坑的焊接面積，采用氬弧焊對整個滑軌凹坑表面進行均勻的補焊，補焊高度凸出滑軌表面0.05mm～2mm；

(4)將焊接修復區域打磨至與滑軌表面齊平，焊縫表面應與母材圓滑過渡，對打磨后的銳邊倒圓；

(5)無損檢測，根據HB/Z60標準規定的方法，逐件對所有焊接位置進行采用X射線探傷方法檢驗，焊縫處的氣孔和夾渣應不低于HB5376標準中關于二級焊縫的要求，不允許存在裂紋；

(6)對通過無損檢測的焊接位置，使用硬質鑄鋼丸進行噴丸強化，噴丸強化的工藝參數：噴丸強度為0.10Amm～0.50Amm。使零件的表面應力達到修復前的壓應力狀態。

打磨時將滑軌墊上軟木塊牢固夾持，平穩地放置在工作臺上；采用100號和200號砂紙去除壓坑缺陷部位表面的氧化皮，直到目視檢查露出金屬光澤為止；；采用100號和200號砂紙打磨距離滑軌凹坑邊緣不超10mm的區域，直到目視檢查露出金屬光澤，打磨時，滑軌的其他部位不進行打磨。

所述的焊接參數為：引弧電流18A～25A；收弧電流3A～8A；起弧時間0.05s～0.5s；收弧時間3s～10s；焊接電流為30A～60A，焊接電壓適配為8.0V～9.4V，氬氣流量為10L/min～15L/min。

所述的焊絲為直徑0.8mm～2.0mm，焊接接頭拉伸強度達到被焊滑軌母材拉伸強度80％的焊絲。

所述的噴丸強化的工藝參數：噴丸強度為0.10Amm～0.50Amm。

本發明具有的優點和有益效果，

本發明是采用氬弧焊對飛機鈦合金滑軌凹坑進行焊接修復，恢復滑軌尺寸，降低飛機使用和維修成本。本發明的焊接工藝和填充焊絲可用于多個牌號鈦合金滑軌的焊接修復，通用性強。同激光熔敷修復相比，采用氬弧焊方法修復飛機鈦合金滑軌，更容易操作實施，工藝、材料和設備成本均低。

前期在滑軌基體上進行了氬弧焊修復試驗，并對焊接修復試樣組織、硬度、室溫性能、表面應力等進行了研究。研究結果表明，焊縫與基體結合緊密，組織致密、無裂紋、夾雜缺陷；焊態下焊縫處硬度為原始母材的99％，經過噴丸強化后超過了原始母材的硬度，達到了原始母材的103％；室溫拉伸強度為母材的81％，焊縫與原始母材耐磨性能相當。