一种燃机透平静叶钎焊工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种燃机透平静叶钎焊工艺，先对裂缝和裂纹清洗在对焊接区域进行划分处多个方格，涂抹焊剂，在采用真空炉进行钎焊，本申请揭示了一种燃机透平静叶钎焊工艺，有效降低钎焊热处理工艺中产生凝结裂纹的几率，因此经过多次钎焊热处理后，钎焊粉末中的硅、硼等元素向基体扩散，会导致基材韧性降低，机械强度退化而导致寿命缩短的风险可以几乎降低为零，使部件真空炉钎焊后焊接成型美观、平整、缺陷少，并且大幅减少再次钎焊次数，提高生产效率。

A brazing process of gas turbine stator blades

【技术实现步骤摘要】
一种燃机透平静叶钎焊工艺
本专利技术涉及一种静叶钎焊领域，尤其涉及一种燃机透平静叶钎焊工艺。
技术介绍
钎焊，是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法；钎焊时，首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污，以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用，增加钎料的润湿性和毛细流动性；根据钎料熔点的不同，钎焊又分为硬钎焊和软钎焊；钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙；较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化；较之压焊，钎焊时不对焊件施加压力，钎焊形成的焊缝称为钎缝；钎焊所用的填充金属称为钎料；钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。MS9001E燃机透平静叶在运行过程中受到热疲劳应力、机械疲劳应力和热腐蚀等因素影响，当完成一次运行周期后，其基体材料通常存在表面裂纹龟裂。常规修复方法是在通过机械打磨和/或超声波酸洗对裂纹进行清理，然后再其表面涂覆混合钎料粉末，此后将部件放入真空炉内进行高温钎焊热处理+扩散热处理；最终通过机械加工修复尺寸轮廓；但是由于龟裂区域面积大，熔融的混合钎料粉末，在高温钎焊热处理快速冷却过程中，通常由于凝结产生裂缝和微裂纹，从而导致钎焊不合格，而需要返工多次钎焊；但是经过多次钎焊热处理后，钎焊粉末中的硅、硼等元素向基体扩散，会导致基材韧性降低，机械强度退化而导致寿命缩短。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种燃机透平静叶钎焊工艺，解决大面积钎焊区域由于冷却凝结产生裂缝和微裂纹，从而导致钎焊不合格，而需要返工多次钎焊的情况。技术方案:一种燃机透平静叶钎焊工艺，包括以下工艺步骤:a.裂缝和裂纹清洗：通过机械打磨或超声波酸洗对静叶上的裂纹和裂缝区域进行清理，所述打磨或酸洗后的区域为钎焊区域；b.区域划分：将步骤a中的钎焊区域内加工出多个方格；c.钎料填充:首先将混合好的钎料涂覆在方格中，然后在其表面整体涂覆薄薄一层钎料；d.真空钎焊：将步骤c中的透平静叶放入真空炉进行钎焊。优选的，所述步骤a中的的超声波酸洗采用50g/mL的柠檬酸，温度65-85℃，超声酸洗时间12-17分钟。优选的，所述步骤b中方格采用焊接的方式加工而成，具体方法如下：在钎焊区域内采用氩弧焊焊接出5-10mm的方格，焊缝的宽度为1-2mm，焊缝高度为1-1.5mm焊接时必须采用间断焊接，连续焊接焊缝长度不超过4.0cm；前后两段焊缝空间位置上的间隔之间最小间隔10cm；方格焊接好后进行然后执行焊后热处理消除焊接区域内残留应力，再通过热除脂和镍喷砂工艺清理待焊接区域表面。优选的，所述焊后热处理消除焊接区域内残留应力具体工艺为：将透平静叶放入真空炉中，加热：按照14-22℃/min的升温速率快速升温至1140-1160℃，保温29-32分钟，同时在加热的过程中，进行抽真空，使炉中的真空度至少达到5x10-4Torr，在加热过程中温度升高1140°C时，确保真空度不低于5x10-4Torr；冷却：停止加热，随炉冷却，在真空状态下以10°C/min的速率，降温至1000°C，在向真空炉中通入小于等于0.13bar的氩气，冷却至800°C，在通入0.78bar的氩气，冷却至150°C，打开真空炉，取出透平静叶后自然冷却至50°C在进行后续的加工。优选的，所述步骤b方格还采用金属网贴附而成，采用10-20目的金属网焊接区域中，具体方法如下：先采用机械打磨的方式对钎焊区域整顿去除0.5-1.5mm的深度，在通过热除脂和镍喷砂工艺清理工艺清理待焊接区域表面；裁剪与钎焊区域大小相同的金属网，将金属网方式钎焊区域中采用氩弧焊的方式将其固定；其中所述氩弧焊先采用点焊将金属网与静叶固定，点焊焊接点间隔2.0cm；再位于金属网四周与静叶结合区域完全焊接一条高度1.0-1.5mm,宽1.0-2.0mm焊缝。优选的，所述机械打磨具体工艺为：对于深度0.5-1mm的裂纹，采用砂带机，将其表面整体去除1.0mm的厚度，打磨表面应平滑过渡，对于深度超过1-2mm的裂纹，采用合金磨头单独打磨去除干净。优选的，所述热除脂：将透平静叶放入真空炉中，通入空气，加热至350°C，保温1小时。优选的，所述透平静叶材质为钴基合金FSX414，焊丝采用Haynes25。优选的，所述镍喷砂工艺清理待焊接区域表面，喷砂压力：3-4Bar，喷砂介质：60目镍基砂粒基喷砂，角度：45-60℃；距离：10-20cm。优选的，所述步骤d的具体工艺为：将步骤c中的透平静叶放入真空炉中，加热：按照17-25℃/min的升温速率快速升温至1210-1220℃，保温29-32分钟，同时在加热的过程中，进行抽真空，使炉中的真空度至少达到5x10-4Torr，在加热过程中温度升高1205°C时，确保真空度不低于5x10-4Torr；冷却：停止加热，随炉冷却，在真空状态下以10°C/min的速率，降温至1000°C，在向真空炉中通入小于等于0.13bar的氩气，冷却至800°C，在通入0.78bar的氩气，冷却至150°C，打开真空炉，取出透平静叶后自然冷却至50°C在进行后续的加工。有益效果:本专利技术揭示了一种燃机透平静叶钎焊工艺，（1）提高透平静叶的质量和使用寿命，有效降低钎焊热处理工艺中产生凝结裂纹的几率，因此经过多次钎焊热处理后，钎焊粉末中的硅、硼等元素向基体扩散，会导致基材韧性降低，机械强度退化而导致寿命缩短的风险可以几乎降低为零；（2）降低成本，虽然增加了焊丝和金属网的成本，但是相对于钎焊粉末成本和真空炉运行成本，仍可降低钎焊工艺成本达50-70%。；（3）操作方便，提高效率，无论是焊缝组成间隔熔池还是直接采购金属网，从工艺角度出发都可以很容易实现，未增加工艺难度；且1-2次钎焊即可达到工艺要求，不需要额外返工。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细阐述:实例1一种燃机透平静叶钎焊工艺，包括以下工艺步骤:a.裂缝和裂纹清洗：通过机械打磨或超声波酸洗对静叶上的裂纹和裂缝区域进行清理，所述打磨或酸洗后的区域为钎焊区域，其中所述机械打磨具体工艺为：对于深度0.5-1mm的裂纹，采用砂带机，将其表面整体去除1.0mm的厚度，打磨表面应平滑过渡，对于深度超过1-2mm的裂纹，采用合金磨头单独打磨去除干净；所述超声波酸洗采用50g/mL的柠檬酸，温度65-85℃，超声酸洗时间12-17分钟；b.区域划分：将步骤a中的钎焊区域内加工出多个方格；采用氩弧焊接的方式加工出方格，具体方法如下：在钎焊区域内采用氩弧焊焊接出5-10mm的方格，焊缝的宽度为1-2mm，焊缝高度为1-1.5mm焊接时必须采用间断焊接，连续焊接焊缝长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃机透平静叶钎焊工艺，其特征在于:包括以下工艺步骤:/n裂缝和裂纹清洗：通过机械打磨或超声波酸洗对静叶上的裂纹和裂缝区域进行清理，所述打磨或酸洗后的区域为钎焊区域；/n区域划分：将步骤a中的钎焊区域内加工出多个方格；/n钎料填充: 首先将混合好的钎料涂覆在方格中，然后在其表面整体涂覆薄薄一层钎料；/n真空钎焊：将步骤c中的透平静叶放入真空炉进行钎焊。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃机透平静叶钎焊工艺，其特征在于:包括以下工艺步骤:
裂缝和裂纹清洗：通过机械打磨或超声波酸洗对静叶上的裂纹和裂缝区域进行清理，所述打磨或酸洗后的区域为钎焊区域；
区域划分：将步骤a中的钎焊区域内加工出多个方格；
钎料填充:首先将混合好的钎料涂覆在方格中，然后在其表面整体涂覆薄薄一层钎料；
真空钎焊：将步骤c中的透平静叶放入真空炉进行钎焊。


2.根据权利要求1所述一种燃机透平静叶钎焊工艺，其特征在于:所述步骤a中的的超声波酸洗采用50g/mL的柠檬酸，温度65-85℃，超声酸洗时间12-17分钟。


3.根据权利要求1所述一种燃机透平静叶钎焊工艺，其特征在于:所述步骤b中方格采用焊接的方式加工而成，具体方法如下：
在钎焊区域内采用氩弧焊焊接出5-10mm的方格，焊缝的宽度为1-2mm，焊缝高度为1-1.5mm焊接时必须采用间断焊接，连续焊接焊缝长度不超过4.0cm；前后两段焊缝空间位置上的间隔之间最小间隔10cm；方格焊接好后进行然后执行焊后热处理消除焊接区域内残留应力，再通过热除脂和镍喷砂工艺清理待焊接区域表面。


4.根据权利要求3所述一种燃机透平静叶钎焊工艺，其特征在于:所述焊后热处理消除焊接区域内残留应力具体工艺为：将透平静叶放入真空炉中，加热：按照14-22℃/min的升温速率快速升温至1140-1160℃，保温29-32分钟，同时在加热的过程中，进行抽真空，使炉中的真空度至少达到5x10-4Torr，在加热过程中温度升高1140°C时，确保真空度不低于5x10-4Torr；冷却：停止加热，随炉冷却，在真空状态下以10°C/min的速率，降温至1000°C，在向真空炉中通入小于等于0.13bar的氩气，冷却至800°C，在通入0.78bar的氩气，冷却至150°C，打开真空炉，取出透平静叶后自然冷却至50°C在进行后续的加工。


5.根据权利要求1所述一种燃机透平静叶钎焊工艺，其特征在于:所述步骤b方格还采用金属网贴附而成，采用10-20目的金属网焊接区域中，具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，
申请(专利权)人：华瑞江苏燃机服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32