[發明專利]一種航空發動機外混合器密集裂紋的修復方法

無效

• 申請號: 201410523679.2
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104439703A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 向巧;何勇;羅奎林;黃選民;付俊波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號: B23K26/32
• 分類號: B23K26/32;B23K26/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種航空發動機外混合器密集裂紋的修復方法，屬于航空發動機維修領域。

背景技術

航空發動機外混合器是燃燒室中的重要熱端部件之一，某型航空發動機外混合器由Cr含量高、彌散強化型鎳基高溫合金GH4648制成。由于長時間在瞬態升溫、降溫交替的環境中工作，造成熱疲勞等損傷，產生大量密集裂紋而報廢，報廢率達30%。外混合器在高溫環境下長期使用后，材料內部析出了大量尺寸較大的第二相，導致在氬弧焊接時極易產生裂紋，因此目前國內外尚不能用氬弧焊對GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷進行修復。

200910219970.X公開了?“一種鎳基變形高溫合金環形機加火焰筒激光焊接修理方法”，火焰筒的材料為GH4648。該方法對于輕微燒蝕和裂紋，采用先開坡口然后激光熔覆修復的方式；對于嚴重燒蝕部位，采用激光焊接工藝進行原位切割、原位焊接的方式。該方法在激光熔覆和激光焊接的快速凝固過程中，火焰筒將形成淬冷層，組織內部存在較大應力。由于火焰筒經過長期使用后組織內部存在大量尺寸較大的第二相，這一應力將誘發微裂紋從析出物與基體的界面上萌生、擴展。另外，該專利使用的合金填料為IMR-03，該合金的成分與GH4648差別較大，尤其是Cr含量較低，比GH4648低36%。兩種材料的膨脹率、抗熱腐蝕能力、力學性能不同。

發明內容

本發明提供一種GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷的修復方法。采用增加固溶熱處理方法，調整GH4648材料狀態，改變材料中第二相的大小、形貌和分布，從而達到提高材料焊接性能的目的；同時，采用與外混合器材料相同的焊絲焊接，控制熱輸入量，減少焊接變形，解決GH4648外混合器在修復過程中產生焊接裂紋的問題。

本發明提供的GH4648材料制成的航空發動機外混合器的裂紋損傷的修復方法，包括如下步驟：

（1）????固溶處理，固溶處理工藝參數為：990～1010℃，保溫50～70min，充氬氣冷至80℃以下出爐；

（2）????去除裂紋，采用機械打磨法去除裂紋；

（3）????手工氬弧焊，焊接工藝參數為：電流為60~100A，焊絲為直徑1.0?mm的GH4648；

（4）????焊后修型，采用機械法打磨修型；

（5）????時效處理，時效處理工藝參數為：590～610℃，保溫9～11h，隨爐冷卻；

本發明的優點是通過增加熱處理有效改善外混合器的焊接性能，大大提高了外混合器密集裂紋的修理能力，可應用于彌散強化型鎳基高溫合金航空發動機外混合器的修理。單個混合器的修理裂紋條數達到200條以上，修理的合格率達到95%以上，且使用普通的氬弧焊接設備，故修理成本較低。

具體實例

GH4648材料制成的某型航空發動機外混合器的裂紋修復方法包括如下步驟：?

（1）采用干吹砂去除殘留涂層，工藝參數為：壓力（0.4~0.6）Mpa，砂粒為80~120目的白剛玉砂；?

（2）對其進行固溶熱處理，工藝參數：在零件在室溫條件下入爐，在50?min內升溫至800℃，保溫10?min；然后在30?min內升溫至1000?℃，保溫60?min后；保溫結束后充0.15?~0.2MPa氬氣氣冷至80℃以下出爐；

（3）采用機械打磨法去除裂紋，工藝參數：對小裂紋，開U型坡口，寬深比為1.5~3，對于穿透性裂紋，需在外混合器的正反面進行打磨；

（4）手工氬弧焊，對細小裂紋采用的焊接參數為：電流65?A，焊絲為直徑1.0?mm的GH4648，氬氣流量12~15L/min，背面保護氬氣流量8~10L/min；對粗裂紋采用的焊接參數為：電流85?A，焊絲為直徑1.0?mm的GH4648，氬氣流量12~15L/min，背面保護氬氣流量8~10L/min；?

（5）機械法打磨修型；

（6）時效熱處理的溫度為600℃，保溫10.5h，隨爐冷卻。