一种航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法技术

本发明专利技术是一种航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法，该方法设计了一种针对双侧带滤网的节流液压阀结构采用专用焊接装置，通过精准控制钎料用量、加热温度、真空压强等手段，解决双向焊接难题，并实现焊接组件通过工业电子计算机断层扫描(简称工业CT)检测，很好地控制了组件焊接质量，使该航空发动机带滤网节流液压阀组件达到设计要求。网节流液压阀组件达到设计要求。网节流液压阀组件达到设计要求。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法


[0001]本专利技术是一种航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法，属于真空钎焊零组件热处理


技术介绍

[0002]按照建设规划安排，制定了节流液压阀增加滤网的措施。在满足与批产目前状态使用的节流液压阀尺寸和功能性能不变的前提下，对产品该部分结构进行优化改进，设计带滤网的节流液压阀，如图1所示。在保持阀体孔直径不变的情况下，在阀体前后增加滤网，进一步过滤污染物，以解决直径大于0.3mm的颗粒物通过节流阀进入泵调节器增压活门部位，造成供油不足问题。工艺策划初期，拟采用电子束焊接组件，但在试验过程中出现小滤网熔化的情况，原因是小滤网与节流液压阀虽为同种材料(1Cr18Ni9)，但焊接位置的壁厚差距太大，以最小功率发射的电子束照射到滤网与节流液压阀的接触面时，壁厚只有0.2mm的滤网先达到了熔化温度且边缘熔化成液珠，而此时的节流液压阀尚未熔化，二者之间无法形成有效熔池，所以无法采用电子束焊接。

技术实现思路

[0003]本专利技术正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法，其目的是使该航空发动机带滤网节流液压阀组件达到设计要求。
[0004]为实现上述目的，本专利技术技术方案改用真空钎焊焊接，设计思想是依靠钎料的熔化、流动和凝固形成致密焊缝、牢固接头。为此，针对该种带滤网节流液压阀组件不采用传统的预埋封闭焊接，而是采用完全开放式焊接，即焊料暴露在外，但由于焊料对炉内环境因素敏感，控制焊料中元素挥发的难度加大；同时，由于两个滤网分别放置在阀体两端，属于双向焊接，此结构造成其中一端的滤网焊接属于反重力作用钎焊，不利于钎料润湿，容易造成焊缝钎料填充不实。为了克服上述技术难点，本专利技术技术方案采取了以下技术方案：
[0005]本专利技术所述的航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法中，该种航空发动机带滤网节流液压阀组件包括阀体7和阀体7前后端的滤网8，该滤网8的壁厚为0.2mm，其材料均为1Cr18Ni9，其特征在于：阀体7和前后端的滤网8采用真空钎焊进行连接，在钎焊前，将阀体7和前后端的滤网8竖直放置，选择的焊接钎料为国标GB/T18762
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2017《贵金属及其合金钎料规范》中的Bag54CuPd900/950，该焊接钎料的形态为内径φ2.5mm的环形，阀体7上端与滤网8的连接处的钎料环9的厚度为0.33～0.35mm，阀体7下端与滤网8的连接处的钎料环9的厚度为0.30～0.32mm；
[0006]在钎焊时，对阀体7和前后端的滤网8的连接处进行同步双向焊接，焊接温度是从920℃升温至990℃，该升温过程的时间为6～8min，焊接过程中的压力应大于等于300Pa，焊接完成后，工件随炉冷却至780℃时用充氩气的方式对炉内工件进行气冷，工件温度降至80℃以下后出炉。
[0007]在实施时，阀体7和前后端的滤网8竖直放置在夹具上以保持其竖直状态，该夹具
包括上、中、下三层结构，上层为上滤网防护板1以保持并固定阀体7上端与滤网8的安装位置，中层为阀体7的固定板2以保持并固定阀体7的竖直状态，下层为带有圆弧凹槽的下滤网固定板3，阀体7下端的滤网8座落在该圆弧凹槽内以保持并固定阀体7下端与滤网8的安装位置。
[0008]进一步，所述夹具与阀体7和前后端的滤网8的材料均为1Cr18Ni9。
[0009]进一步，该夹具的上、中、下三层结构排布在对应的上、中、下三层的正方形板材上，使该焊接方法能够同时对多个阀体7和前后端滤网8的连接进行焊接，在该上、中、下三层正方形板材上设置有导柱4、圆柱销5和菱形销6以保证三层结构之间不发生位错。
[0010]进一步，该上、中、下三层正方形板材的中心位置安装负载控温热电偶以控制钎焊过程中的实时温度。
[0011]进一步，在焊接前，对该上、中、下三层正方形板材整体干喷砂，然后进行真空净化处理。
[0012]在实施时，在钎焊前，在炉内对阀体7和前后端滤网8进行870～880℃的均温处理。
[0013]在实施时，在钎焊前，用无水乙醇超声波清洗工件和焊料，先将钎料环9放入阀体7的焊接工艺槽内，再安装滤网8，目视检查滤网8安装无歪斜，然后在滤网8的滤孔间涂抹一层阻焊剂以放止钎料堵塞滤网孔。
[0014]本专利技术技术方案的特点及有益效果为：
[0015]1、通过焊接夹具保证可靠的钎焊结果。该夹具保证组装后的节流液压阀组件在热处理过程中能够竖直放置，有效避免轻薄滤网在真空钎焊过程中发生错位，获得可靠的钎焊结果。因为零件材料强度不高且滤网壁厚较薄，极易产生磕碰伤、压伤，故在焊接装置设计时，用于支撑组件整体的下滤网固定板3，采用圆弧凹槽与滤网形成面接触，杜绝点接触，减少滤网受力；同时，根据试验结果，使上滤网防护板1不形成对滤网施压的初始设计，杜绝了因施力不当造成的滤网压伤。为了保证在钎焊过程中的尺寸稳定性，夹具在投入使用前应先经受模拟的钎焊循环以消除应力，采用在高温高真空度条件下进行焊接装置尺寸稳定和表面净化。
[0016]另外，利用负载控温热电偶精准监控焊接温度，达到热处理行业高水平。为了提高加工效率，所述夹具可以装载多个工件，为了保证在工艺温度下，每个工件均能达到同样的焊接结果，需要掌握实际的热处理温度。在炉膛温场内安装多处热电偶，将测量结果结合实物质量，确定夹具的中心位置不摆放零件，而是安装负载控温热电偶，可以准确地控制钎焊过程中的实际温度。
[0017]2、针对双向焊接特点，精准控制钎料用量，保证焊接强度和杜绝滤网孔堵塞。一般的真空钎焊零件，钎料重力和毛细作用方向一致，以利于钎料填充。节流液压阀的下端滤网焊接符合这一规律，但上端滤网焊接则是钎料重力与毛细方向相反，阻碍钎料填充。此结构决定了在相同间隙下，两端滤网所需焊料用量存在差异，下端滤网的钎料用量必须少于上滤网，才能保证两侧的钎料铺展程度接近。钎料过多，会堵塞滤网孔，影响过滤效果；钎料过少，会降低焊接强度，存在滤网脱落风险。通过多次试验，确定适合的钎料用料。
[0018]3、根据节流液压阀的结构特点，确定钎焊热处理工艺参数。包括：
[0019]3.1因节流液压阀的阀体7和滤网8的有效加热厚度有较大差异，为了减少热变形造成的应力集中，在焊接前进行870
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880℃的均温处理；
[0020]3.2由于焊接所用钎料含有银、铜等易挥发的合金元素，为了防止钎料在高温状态下，发生大量挥发，需要通过回充气体增加炉内压强的办法加以抑制。根据试验件钎料覆盖情况，发现压强过大阻碍钎料铺展，压强过小造成钎料铺展过度堵塞滤网孔，最终确定在预热均温处理结束后回充高纯氩气≥300Pa；
[0021]3.3根据实验确定的钎料的固相线温度为900℃，液相线温度为950℃。在这两个温度之间钎料以固体和液体共同存在，焊接温度高于钎料液相线温度，液态的钎料在母材的间隙中和表面上润湿、毛细流动、填充、铺展，冷却形成牢固接头。负载偶检测试验件加工过程温度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法，该种航空发动机带滤网节流液压阀组件包括阀体(7)和阀体(7)前后端的滤网(8)，该滤网(8)的壁厚为0.2mm，其材料均为1Cr18Ni9，其特征在于：阀体(7)和前后端的滤网(8)采用真空钎焊进行连接，在钎焊前，将阀体(7)和前后端的滤网(8)竖直放置，选择的焊接钎料为国标GB/T18762
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2017《贵金属及其合金钎料规范》中的Bag54CuPd900/950，该焊接钎料的形态为内径φ2.5mm的环形，阀体(7)上端与滤网(8)的连接处的钎料环(9)的厚度为0.33～0.35mm，阀体(7)下端与滤网(8)的连接处的钎料环(9)的厚度为0.30～0.32mm；在钎焊时，对阀体(7)和前后端的滤网(8)的连接处进行同步双向焊接，焊接温度是从920℃升温至990℃，该升温过程的时间为6～8min，焊接过程中的压力应大于等于300Pa，焊接完成后，工件随炉冷却至780℃时用充氩气的方式对炉内工件进行气冷，工件温度降至80℃以下后出炉。2.根据权利要求1所述的航空发动机带滤网节流液压阀组件真空钎焊方法，其特征在于：阀体(7)和前后端的滤网(8)竖直放置在夹具上以保持其竖直状态，该夹具包括上、中、下三层结构，上层为上滤网防护板(1)以保持并固定阀体(7)上端与滤网(8)的安装位置，中层为阀体(7)的固定板(2)以保持并固定阀体(7)的竖直状态，下层为带有圆弧凹槽的下滤网固定板(3)，阀体(7)下端的滤网(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈琳，张海巍，马晓锋，张瑀，马宁，段宏伟，
申请(专利权)人：中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：