[发明专利]采用氩弧焊修复飞机钛合金滑轨凹坑的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种采用氩弧焊修复飞机钛合金滑轨凹坑的工艺方法。尤其适用于航空发动机维修领域，对飞机钛合金滑轨在长期服役后产生的凹坑进行修复。

背景技术

飞机钛合金滑轨通过精密锻造+振动强化制备。飞机到两个翻修周期之后，由于长期使用，在该类滑轨的工作型面和侧限位面会出现不同情况的压坑故障。滑轨工作型面压坑深度一般为0.05mm～0.15mm，个别压坑最大深度为0.3mm，侧限位面压坑深度一般为0.1mm～0.5mm之间，个别压坑深度达到0.7mm～0.95mm。这些压坑故障需要采用氩弧焊的方法进行修复。由于滑轨经过振动强化处理，表面为压应力，因此焊后不宜进行消除应力退火处理，否则有可能导致表面原始的压应力状态发生改变，影响滑轨的疲劳性能。在焊接修复的过程中，选择与滑轨母材有良好相容性的焊接材料，使得熔合区不产生过多的脆硬组织，同时焊缝的硬度和强度与母材接近，保证在下一个大修周期内不会再次出现压坑，经过焊接试板的试验和分析，氩弧焊的工艺可以实现压坑故障的修复。

发明内容

本发明的目的是提出一种采用氩弧焊修复飞机钛合金滑轨凹坑的工艺方法。

本发明的技术方案是：

(1)测量滑轨凹坑的深度并做好标记和记录；

(2)修复前表面清理，采用100号和200号砂纸去除滑轨凹坑表面的氧化皮，直到目视检查露出金属光泽为止；采用100号和200号砂纸打磨距离滑轨凹坑边缘不超10mm的区域，直到目视检查打磨区域露出金属光泽；

(3)焊接修复，选用直径为0.8mm～2.0mm、焊接接头拉伸强度达到被焊滑轨母材拉伸强度80％的焊丝，并采用400号砂纸打磨焊丝表面直至见金属光泽，用洁净的纱布蘸丙酮将焊丝擦拭干净，去除表面的灰尘和污渍；选用直径为12mm～16mm的喷嘴和直径1.2mm～2.0mm的钨极，具体焊接参数为：引弧电流18A～25A；收弧电流3A～8A；起弧时间0.05s～0.5s；收弧时间3s～10s；焊接电流为30A～60A，焊接电压适配为8.0V～9.4V，氩气流量为10L/min～15L/min；在补焊位置的背面安装散热铜块，散热铜块与滑轨的接触面积大于滑轨凹坑的焊接面积，采用氩弧焊对整个滑轨凹坑表面进行均匀的补焊，补焊高度凸出滑轨表面0.05mm～2mm；

(4)将焊接修复区域打磨至与滑轨表面齐平，焊缝表面应与母材圆滑过渡，对打磨后的锐边倒圆；

(5)无损检测，根据HB/Z60标准规定的方法，逐件对所有焊接位置进行采用X射线探伤方法检验，焊缝处的气孔和夹渣应不低于HB5376标准中关于二级焊缝的要求，不允许存在裂纹；

(6)对通过无损检测的焊接位置，使用硬质铸钢丸进行喷丸强化，喷丸强化的工艺参数：喷丸强度为0.10Amm～0.50Amm。使零件的表面应力达到修复前的压应力状态。

打磨时将滑轨垫上软木块牢固夹持，平稳地放置在工作台上；采用100号和200号砂纸去除压坑缺陷部位表面的氧化皮，直到目视检查露出金属光泽为止；；采用100号和200号砂纸打磨距离滑轨凹坑边缘不超10mm的区域，直到目视检查露出金属光泽，打磨时，滑轨的其他部位不进行打磨。

所述的焊接参数为：引弧电流18A～25A；收弧电流3A～8A；起弧时间0.05s～0.5s；收弧时间3s～10s；焊接电流为30A～60A，焊接电压适配为8.0V～9.4V，氩气流量为10L/min～15L/min。

所述的焊丝为直径0.8mm～2.0mm，焊接接头拉伸强度达到被焊滑轨母材拉伸强度80％的焊丝。

所述的喷丸强化的工艺参数：喷丸强度为0.10Amm～0.50Amm。

本发明具有的优点和有益效果，

本发明是采用氩弧焊对飞机钛合金滑轨凹坑进行焊接修复，恢复滑轨尺寸，降低飞机使用和维修成本。本发明的焊接工艺和填充焊丝可用于多个牌号钛合金滑轨的焊接修复，通用性强。同激光熔敷修复相比，采用氩弧焊方法修复飞机钛合金滑轨，更容易操作实施，工艺、材料和设备成本均低。

前期在滑轨基体上进行了氩弧焊修复试验，并对焊接修复试样组织、硬度、室温性能、表面应力等进行了研究。研究结果表明，焊缝与基体结合紧密，组织致密、无裂纹、夹杂缺陷；焊态下焊缝处硬度为原始母材的99％，经过喷丸强化后超过了原始母材的硬度，达到了原始母材的103％；室温拉伸强度为母材的81％，焊缝与原始母材耐磨性能相当。