具有带中心线无共晶区的钎焊层的燃气涡轮发动机用燃烧器组件制造技术

公开了一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件的燃料喷射器。该燃料喷射器包括第一部件、第二部件以及钎焊层。第一部件具有侧壁。第二部件也具有侧壁。钎焊层形成在第一部件的侧壁与第二部件的侧壁之间。钎焊层是由包含非金属成分的镍(Ni)合金钎焊材料形成。钎焊层还具有无共晶区，其中，大体上所有非金属成分均远离第一部件与第二部件之间的中心线区扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及燃气涡轮发动机，且更具体地涉及用于组装附接至燃烧器组件的燃料喷射器的钎焊层。
技术介绍
燃气涡轮发动机包括压缩机段、燃烧器段以及涡轮段。燃烧器包括具有钎焊在一起的一个或多个子部件的燃料喷射器。燃料喷射器的钎焊部件在燃气涡轮发动机的操作期间必须承受热应力和机械应力。Y.Yoshoka的美国专利申请预授权公开第2007/00391777号公开了一种用于再生成燃气涡轮定子叶片的方法，该方法包括研磨氧化层以及形成在表面部分处的裂纹以便留下一部分裂纹。该方法还包括将等效材料和钎焊材料填充到地面部分中。等效材料与用于定子叶片的基础材料结合在一起。钎焊材料具有比等效材料的熔点更低的熔点。该方法还包括在加压惰性气体气氛下对填充部分进行热处理，以便使钎焊材料熔化。该方法进一步包括通过将熔化的钎焊材料扩散到裂纹部分中来执行钎焊处理。本专利技术旨在克服专利技术者发现的或者本领域中已知的一个或多个问题。
技术实现思路
在一个实施例中，公开了一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件的燃料喷射器。该燃料喷射器包括第一部件、第二部件以及钎焊层。第一部件具有侧壁。第二部件也具有侧壁。钎焊层形成在第一部件的侧壁与第二部件的侧壁之间。钎焊层是由包含非金属成分的镍(Ni)合金钎焊材料形成。钎焊层还具有无共晶区，其中，大体上所有的非金属成分均远离第一部件与第二部件之间的中心线区扩散。在另一个实施例中，公开了另一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件的燃料喷射器。该燃料喷射器包括第一部件、第二部件以及钎焊层。第一部件具有侧壁。第二部件也具有侧壁。钎焊层形成在第一部件的侧壁与第二部件的侧壁之间。钎焊层是由包含非金属成分的镍(Ni)合金钎焊材料形成。钎焊层是通过钎焊过程来形成。该钎焊过程包括将钎焊材料加热至高于钎焊材料的液相线温度的第一温度。钎焊过程还包括使钎焊材料在第一温度下维持至少10分钟。钎焊过程进一步包括在至少5分钟的时间内以受控速率将钎焊材料冷却至低于钎焊材料的固相线温度的第二温度。此外，钎焊过程包括使钎焊材料在第二温度下维持至少30分钟的时间。钎焊过程还包括在至少5分钟的时间内以受控速率将钎焊材料加热至高于钎焊材料的液相线温度的第三温度，其中，第三温度低于第一温度。此外，钎焊过程包括使钎焊材料在第三温度下维持至少30分钟的时间。进一步地，钎焊过程包括在至少3分钟内以受控速率将钎焊材料冷却至高于钎焊材料的固相线温度且低于液相线温度的第四温度。在另一个实施例中，公开了一种用于对燃气涡轮发动机的一部分进行钎焊的方法。该方法包括将由包含非金属成分的镍(Ni)合金钎焊材料形成的钎焊层施加至该部分。该方法还包括将钎焊材料加热至高于钎焊材料的液相线温度的第一温度。该方法进一步包括使钎焊材料在第一温度下维持第一时间，该第一时间足以允许钎焊材料液化且细化到钎焊接头中。此外，该方法包括在第二时间内以受控速率将钎焊材料冷却至低于钎焊材料的固相线温度的第二温度，该第二时间足以防止该部分由于热惯性而翘曲。该方法还包括使钎焊材料在第二温度下维持第三时间，该第三时间足以使非金属成分的一部分远离钎焊接头的中心线区扩散。此外，该方法包括在第四时间内以受控速率将钎焊材料加热至高于钎焊材料的液相线温度的第三温度，该第四时间足以防止该部分由于热惯性而翘曲，其中，第三温度低于第一温度。进一步地，该方法包括使钎焊材料在第三温度下维持第五时间，该第五时间足以产生大体上没有非金属成分的钎焊接头的中心线区。此外，该方法包括在第六时间内以受控速率将钎焊材料冷却至高于钎焊材料的固相线温度且低于液相线温度的第四温度，该第六时间足以防止该部分由于热惯性而翘曲。附图说明图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。图2是用于图1的燃烧器的燃料喷射器的透视图。图3是图1的燃料喷射器的圆筒组件的钎焊接头的截面的显微图。图4是图1的燃料喷射器的配件的钎焊接头的截面的显微图。图5是在钎焊过程期间在图3中识别出的钎焊层的钎焊材料的一部分V的放大图。图6是在图3中识别出的钎焊层的钎焊材料的一部分V的放大图，其中，根据实施例，非金属成分在钎焊过程期间扩散到中心线区之外。图7是用于对燃气涡轮发动机中的燃料喷射器的一部分进行钎焊的方法的流程图。具体实施方式本文公开的系统和方法包括燃料喷射器，该燃料喷射器包括至少两个子部件，在这两个子部件之间具有钎焊层。在实施例中，钎焊层是由包含非金属成分的镍合金钎焊材料形成。钎焊层具有无共晶区，该无共晶区沿着燃料喷射器的子部件之间的中心线没有非金属成分。无共晶区可以减少或者防止钎焊层在燃气涡轮发动机的操作期间出现裂纹。图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。为了清楚起见和易于解释，已经省略或者放大了(在此以及其它附图中)一些表面。而且，本专利技术可以参照前向和后向方向。通常，除非另外指明，否则对“前向”和“后向”的所有参照均与一次空气(即，燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联。例如，前向是相对于一次空气流动的“上游”，而后向是相对于一次空气流动的“下游”。此外，本专利技术大体上可以参照燃气涡轮发动机的旋转的中心轴线95，该中心轴线95大体上可以由其轴120(由多个轴承组件150支撑)的纵向轴线限定。中心轴线95可以是与多个其它发动机同心部件共有或者共享的。除非另外指明，否则对径向、轴向和周向方向以及测量的所有参照均涉及中心轴线95，并且诸如“内”和“外“等术语通常均指与中心轴线95相距更小或者更大的径向距离，其中，径向96可以是垂直于中心轴线95且从中心轴线95向外辐射的任何方向。燃气涡轮发动机100包括进口110、轴120、压缩机200、燃烧器300、涡轮400、排气装置500、以及功率输出联轴器600。燃气涡轮发动机100可以具有单轴配置或者双轴配置。压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机静止叶片(定子)250、以及进口导向叶片255。压缩机转子组件210机械地联接至轴120。如所图示的，压缩机转子组件210是轴流式转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机轮盘组件220。每个压缩机轮盘组件220包括压缩机转子轮盘，该压缩机转子轮盘周向地配备有压缩机转子叶片。定子250轴向地跟随每个压缩机轮盘组件220。与跟随压缩机轮盘组件220的邻近定子250成对的每个压缩机轮盘组件220被看作是压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。进口导向叶片255轴向地位于压缩机级之前。燃烧器300包括一个或多个燃烧室305、一个或多个燃料喷射器310、以及位于从燃烧室305径向向外的燃烧器外壳301。每个燃料喷射器310具有多个部件和子部件，其中包括：邻近燃烧室305的圆筒组件330、邻近燃烧器外壳301的凸缘312、从凸缘312突起的配件凸台315、以及在与配件凸台315相反的方向上在配件凸台315与圆筒组件330之间从凸缘312延伸出去的杆部320。圆筒组件330、配件凸台315、杆部320中的每一个可以包括钎焊层，如下文参照图3和图4所讨论的。涡轮400包括涡轮转子组件410和涡轮喷嘴450。涡轮转子组件410机械地联接至轴120。如所图示的，涡轮转子组件410是轴流式转子组件。涡轮转子组件410包括一个或多个涡轮轮盘组件420。每个涡轮轮盘组件420包括涡轮轮盘，该涡轮轮盘周向地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机(100)的燃烧器组件(300)的燃料喷射器(310)，所述燃料喷射器(310)包括：具有侧壁(321)的第一部件(316)；具有侧壁(322)的第二部件(315)；以及形成在所述第一部件(316)的所述侧壁(321)与所述第二部件(315)的所述侧壁(322)之间的钎焊层(800)，所述钎焊层(800)是由包含非金属成分(810、815、820)的镍(Ni)合金钎焊材料形成，并且所述钎焊层(800)具有无共晶区，其中，大体上所有所述非金属成分(810、815、820)均远离所述第一部件(316)与所述第二部件(315)之间的中心线区(805)扩散。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃气涡轮发动机(100)的燃烧器组件(300)的燃料喷射器(310)，所述燃料喷射器(310)包括：具有侧壁(321)的第一部件(316)；具有侧壁(322)的第二部件(315)；以及形成在所述第一部件(316)的所述侧壁(321)与所述第二部件(315)的所述侧壁(322)之间的钎焊层(800)，所述钎焊层(800)是由包含非金属成分(810、815、820)的镍(Ni)合金钎焊材料形成，并且所述钎焊层(800)具有无共晶区，其中，大体上所有所述非金属成分(810、815、820)均远离所述第一部件(316)与所述第二部件(315)之间的中心线区(805)扩散。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器(310)，其中，所述镍合金钎焊材料是镍(Ni)、铁(Fe)以及铬(Cr)的合金；并且非金属成分(810、815、820)包括硼(B)(810)和硅(Si)(815)中的一种或者多种。3.根据权利要求2所述的燃料喷射器(310)，其中，所述镍合金钎焊材料是AMS4777钎焊材料。4.根据权利要求1所述的燃料喷射器(310)，其中，所述非金属成分(810、815、820)按所述第一部件(316)与所述第二部件(315)之间的所述中心线区(805)的材料重量计为4.5％或者更少。5.一种用于对燃气涡轮发动机(100)的一部分(310)进行钎焊的方法，所述方法包括如下步骤：将由包含非金属成分(810、815、820)的镍(Ni)合金钎焊材料形成的钎焊层(800)施加至所述部分(310)；将所述钎焊材料加热至高于...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·C·博加尼，
申请(专利权)人：索拉透平公司，
类型：发明
国别省市：美国;US