[发明专利]带气膜冷却槽的高温合金锥形薄壁构件的钎焊方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种钎焊方法，具体涉及一种带气膜冷却槽的高温合金锥形薄壁构件的钎焊方法。

背景技术

内、外筒前段为锥形薄壁构件，由GH4648高温合金材料制成，它们是涡扇发动机燃烧室中的组成零件。如图1和2所示，在锥形薄壁构件上要加工出多个四尖角形状的长气膜冷却槽K。就目前的加工技术，可用激光切孔、电腐蚀穿孔、高压水切孔、精铸成型、3D打印等成型加工技术。但是，这些成型加工技术都存在一定的实施难度。

1、激光切孔：由于气膜冷却槽K的深度为38mm，采用激光切深度为50mm的深孔，大型激光器理论上可行，但是，由于激光束衰减，孔口会产生收敛且四个角精确形状难于保证。

2、电腐蚀穿孔：采用电腐蚀穿孔，会由于电极磨损而使得圆弧方孔精度难以保证，且由于0.5mm宽的电极穿深孔很难保证锥面角度，并且内孔表面烧蚀层无法去除。

3、高压水切孔：高压水的敛散性决定了其无法切成满足尺寸要求的尖角型孔。

4、精铸成型：精铸件的强度、热应力性能等均无法满足锥形薄壁构件的性能要求。

5、3D打印技术：目前的3D打印技术理论上是可行的，但该锥形薄壁零件由GH4648高温合金制成，由于材料及零件结构的特殊性，加工精度要求高，3D打印成型后内孔粗糙度要求无法保证，且制造成本高，加工周期长。

鉴于上述成型加工技术无法生产出满足要求的锥形薄壁构件，本申请的发明人考虑采用分型制造的方式。即，先制造出如图3和4所示的内锥套1，在所述内锥套1的外表面上加工出与所述气膜冷却槽K的尺寸一致的开口槽2。由于是加工开口槽2，那么其比较容易采用现有技术进行加工。然后制造出如图5所示的外锥套3。将所述内锥套1和外锥套3焊接在一起即可。

但是，现有的焊接方法难以保证锥形薄壁构件的强度，并且，焊接之后，焊料容易阻塞气膜冷却槽，从而影响锥形薄壁构件的性能。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的焊接方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种带气膜冷却槽的高温合金锥形薄壁构件的钎焊方法，该钎焊方法即保证了锥形薄壁构件的强度，又不会阻塞气膜冷却槽而影响锥形薄壁构件的性能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带气膜冷却槽的高温合金锥形薄壁构件的钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、抛研内锥套和外锥套的待接面，去除掉氧化物及烧蚀表面，并清洗和烘干；

(2)、在所述外锥套的待接面上固定0.03mm厚的非晶态箔状HBNi68WCrSiB钎料；

(3)、用外夹具和内夹具将所述内锥套和外锥套装配在一起，并用压力机压紧，使所述内锥套和外锥套的待接面紧密结合；

(4)、使装配在一起的所述外夹具和内夹具以及所述内锥套和外锥套整体入炉进行瞬时液相过渡钎焊，其中，在瞬时液相过渡钎焊过程中，炉内真空度不低于4×10^-2Pa，温度为1140±10℃，保温时间为60min；

(5)、对瞬时液相过渡钎焊后的所述内锥套和外锥套进行真空时效处理，其中，真空时效处理时的温度为900℃±5℃，保持时间为6小时；

(6)真空时效处理后往炉内充填高纯氩气或氮气，使炉内压力上升到8×10⁴Pa后，启动风扇搅拌气体，快速冷却到65℃以下出炉。

与现有的焊接方法相比，本发明的带气膜冷却槽的高温合金锥形薄壁构件的钎焊方法具有如下有益技术效果：

1、采用的钎料为镍基钎料，其为耐高温钎料，具有最好的高温性能，钎焊时也不会发生应力开裂，同时，该钎料中W含量达到10.0％-11.0W％钎料中的W可强化钎料，提高钎料的高温强度；并且，，该钎料在钎焊过程中会扩散至零件母材中，即保证了零件的强度又不会阻塞气膜孔影响零件性能。

2、钎焊的过程与零件材料的固溶处理过程相一致，在钎焊的过程中也实现了零件的固溶处理，提高了零件的性能。

附图说明

图1是现有的带气膜冷却槽的高温合金锥形薄壁构件的正视图。

图2是图1的A-A剖视放大图。

图3是内锥套的正视图。

图4是图3的A-A剖视放大图。

图5是外锥套的正视图。

图6是内锥套与外锥套装配好之后焊接之前的示意图。

图7是内锥套与外锥套与夹具配合的装配示意图。

具体实施方式