一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法技术

本发明专利技术提供了一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法，解决现有压力传感器壳体采用更换壳体套管的方法进行修复合格率低、且修复工序繁杂的不足之处。该方法包括：1)焊前预处理，2)堆焊，3)焊后处理；通过选用合适的焊接材料和焊接工艺参数，精确控制焊接热输入，防止合金内耐磨组织溶解、熔化、烧损，可得到较高质量的堆焊耐磨层。到较高质量的堆焊耐磨层。到较高质量的堆焊耐磨层。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法


[0001]本专利技术属于堆焊
，涉及一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法，具体是针对航空发动机压力传感器壳体套管表面渗氮层局部损伤堆焊修复方法，该方法通过堆焊耐磨材料代替原渗氮层，实现压力传感器壳体渗氮层局部损伤修复。

技术介绍

[0002]磨损是航空零件失效的主要形式，造成的损失非常巨大。某型发动机压力传感器壳体套管磨损是该机件的主要失效形式，该零件制造时，套管通过焊接方式与压力传感器壳体连接，套管材料为马氏体不锈钢1Cr14Ni3W2VB，其表面有一层渗氮层，起抗磨损作用(如图2所示)，一旦渗氮层表面损伤，就会造成零件失效。
[0003]在面对渗氮层表面损伤这一问题时，一般有局部渗氮方法修复损伤部位或者更换套管方式修复压力传感器壳体两种方式。其中，渗氮是将活性氮原子渗入钢件表面层的过程，即表面被氮原子所饱和的过程，改变了表面的化学成分和组织状态，渗氮过程是在炉子中对零件进行整体加温，而压力传感器壳体为整体零件，渗氮部位仅为套管局部，采用此方法修复时非渗氮部位难以有效防护，且整体加热会影响压力传感器壳体使用性能，因此在，针对压力传感器壳体修复，局部渗氮过程难以实现。传统修理方法还是采用更换壳体套管的方法对压力传感器壳体进行修复，即将压力传感器壳体套管一端沿原焊缝一侧切掉，再将新的套管与压力传感器壳体另一端焊接连接，但该方法焊接过程中焊接合格率较低。因为采用更换套管方式修复压力传感器壳体，需根据切割后压力传感器壳体尺寸，重新选配、制造套管，从而保证压力传感器的总长度364
±
0.5mm；并且套管与压力传感器壳体焊接部位为10mm
×
t2.0mm管状结构对接焊，该套管外径为10.0mm，内径为6.0mm，焊后需进行X光探伤检查和4.8mm通钢珠试验，要求在完全焊透的情况下4.8mm的钢珠也能完全通过，但实际焊接过程中经常存在焊缝部位未完全焊透或完全焊透后4.8mm钢珠难以通过现象，修复合格满足使用要求的压力传感器壳体合格率仅为30％，存在修复合格率低、且同轴度超差问题，即存在壳体与套管对接部位焊缝未完全焊透或者完全焊透而4.8mm钢珠难以通过的现象以及压力传感器壳体同轴度超过工艺文件规定的0.02的现象，严重影响航空发动机修理进度。
[0004]可见，现有修复方法不仅工序繁杂，且修复合格率低，因此，有必要探究一种针对航空发动机压力传感器壳体套管表面渗氮层局部损伤的修复方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有压力传感器壳体采用更换壳体套管的方法进行修复合格率低、且修复工序繁杂的不足之处，而提供了一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法，其特殊之处在于：包括以下
步骤：
[0008]1)焊前预处理
[0009]将压力传感器壳体套管损伤部位打磨至露出金属光泽，且保持待修面平整、无缺陷，并利用酒精清理打磨后的套管表面；
[0010]2)堆焊
[0011]将步骤1)预处理后的压力传感器壳体放置到焊接工作台上，确保套管损伤部位朝上(可采用垫块垫住压力传感器壳体后端)，以方便焊接，并采用预先确定好的堆焊材料以及堆焊工艺(具体工艺参数)根据损伤部位进行分段氩弧焊接，确保套管损伤部位全部堆焊耐磨层，并且堆焊后的堆焊部位外径不小于压力传感器壳体套管要求的尺寸；
[0012]所述分段焊接是指在一段焊接完成后，用焊枪通氩气对堆焊部位进行冷却后，再堆焊下一段；
[0013]所述堆焊材料以及堆焊工艺采用以下方法进行确定：
[0014]S1.根据压力传感器壳体套管原渗氮层表面硬度要求以及压力传感器壳体套管耐磨性能需求，选择至少两种与压力传感器壳体套管原渗氮层表面硬度接近且耐磨的堆焊材料作为备选修复用材料；
[0015]S2.在同等试验条件下，通过微动磨损试验，对比S1选择的备选修复用材料的磨损体积，确定堆焊材料，其中，磨损体积越小，耐磨性越好；
[0016]S3.根据套管损伤部位所需堆焊的厚度以及损伤情况(即深度和形状)，设置不同的工艺参数进行焊接试验，直至目视堆焊部位完全熔合、外观无缺陷(即达到无裂纹、咬边、气孔等缺陷的标准)，以此确定堆焊工艺；确定的焊接工艺参数如下：
[0017]电流强度：40A～45А；
[0018]钨丝直径：
[0019]利用惰性气体氩气作为保护气体氩气流量：10L/min～15L/min；
[0020]背面氩气流量：4L/min～8L/min；
[0021]电源极性：直流正接；
[0022]因为手工氩弧焊需通过观察熔池状态微调焊接参数，因此，只要在上述工艺范围内均可保证焊接质量。
[0023]3)焊后处理
[0024]对堆焊部位进行精加工，恢复套管外圆至原始尺寸，加工至堆焊层与原渗氮层齐平，且表面粗糙度满足压力传感器壳体套管设计要求，即完成损伤修复，满足使用要求。
[0025]进一步地，步骤1)中，对待堆焊工件进行焊前预处理是指利用砂轮将压力传感器壳体套管损伤部位(不规则的损伤部位)打磨至露出金属光泽，且保持待修面平整、无凹坑、尖角、毛刺等缺陷，随后利用酒精清理打磨后的套管表面的油污和汗渍。
[0026]进一步地，压力传感器壳体套管材料为马氏体不锈钢1Cr14Ni3W2VB；
[0027]步骤2)中，选择的焊丝牌号为GH40，规格为
[0028]进一步地，步骤3)中，采用万能外圆磨床对堆焊部位进行精加工，恢复套管外圆至原始尺寸，为了保证压力传感器壳体的同轴度，并且不损伤原渗氮层，精加工时采用少量多次的形式，每次磨削量为0.1mm～0.2mm，以控制加工变形量，减小加工应力。
[0029]进一步地，步骤2)中，堆焊后堆焊部位外径不小于即某型号压力传感器
壳体套管的要求尺寸。
[0030]进一步地，步骤3)中，压力传感器壳体套管设计要求的表面粗糙度为0.8μm，即某产品的粗糙度要求。
[0031]进一步地，S1中，原渗氮层要求的表面硬度不小于80HV；挑选耐磨性较好与渗氮层效果相当的GH40和CoCrW材料作为堆焊材料，并制作标准球
‑
盘微动磨损试样，用三种状态(渗氮层、堆焊GH40、堆焊CoCrW)的试样进行微动磨损试验，根据磨损试验结果确定堆焊材料。
[0032]进一步地，S3中，选择的焊丝规格为
[0033]焊接工艺参数如下：
[0034]电流强度：45А；
[0035]钨丝直径：
[0036]利用惰性气体氩气作为保护气体氩气流量：12L/min；
[0037]背面氩气流量：6L/min；
[0038]电源极性：直流正接。
[0039]进一步地，还包括步骤4)：
[0040]步骤4)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法，其特征在于：包括以下步骤：1)焊前预处理将压力传感器壳体套管损伤部位打磨至露出金属光泽，且保持待修面平整、无缺陷，并利用酒精清理打磨后的套管表面；2)堆焊将步骤1)预处理后的压力传感器壳体放置到焊接工作台上，确保套管损伤部位朝上，并采用预先确定好的堆焊材料以及堆焊工艺根据损伤部位进行分段氩弧焊接，确保套管损伤部位全部堆焊耐磨层，并且堆焊后的堆焊部位外径不小于压力传感器壳体套管要求的尺寸；所述分段焊接是指在一段焊接完成后，用焊枪通氩气对堆焊部位进行冷却后，再堆焊下一段；所述堆焊材料以及堆焊工艺采用以下方法进行确定：S1.根据压力传感器壳体套管原渗氮层表面硬度要求以及压力传感器壳体套管耐磨性能需求，选择至少两种与压力传感器壳体套管原渗氮层表面硬度接近且耐磨的堆焊材料作为备选修复用材料；S2.在同等试验条件下，通过微动磨损试验，对比S1选择的备选修复用材料的磨损体积，确定堆焊材料，其中，磨损体积越小，耐磨性越好；S3.根据套管损伤部位所需堆焊的厚度以及损伤情况，设置不同的工艺参数进行焊接试验，直至目视堆焊部位完全熔合、外观无缺陷，以此确定堆焊工艺；确定的焊接工艺参数如下：电流强度：40A～45А；钨丝直径：利用惰性气体氩气作为保护气体氩气流量：10L/min～15L/min；背面氩气流量：4L/min～8L/min；电源极性：直流正接；3)焊后处理对堆焊部位进行精加工，恢复套管外圆至原始尺寸，加工至堆焊层与原渗氮层齐平，且表面粗糙度满足压力传感器壳体套管设计要求，即完成损伤修复。2.根据权利要求1所述航空发动机压力传感器壳体损伤堆焊修复方法，其特征在于：步骤1)中，对待堆焊工件进行焊前预处理是指利用砂轮将压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：符素宁，狄小刚，武德安，任寿伟，邹文，梁莎，弓海龙，
申请(专利权)人：国营四达机械制造公司，
类型：发明
国别省市：