CN100431773C - 一种钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法 - Google Patents

一种钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法，其特征在于工序如下：零件表面磨损区光滑打磨处理；清理焊料电蚀层和焊料真空退火除氢处理：温度750～800℃，保温40～60min，充压强为0.2～0.4MPa的氩气冷却到80℃以下出炉；激光熔敷：熔敷频率f＝5～6Hz，时间t＝4～5ms，在氩气保护下进行，氩气流量Q＝4.5～5.5L/min，熔敷焊料到填满磨损处并高出0.2～0.4mm，达到覆盖率40～75%；磨削到所需要的尺寸和表面粗糙度。本发明提供的钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法的优点在于：操作简便；熔敷层硬度高；熔敷层与基体形成冶金结合，不会造成脱落；对基体热影响区小，不会引起零件热变形；经激光熔敷修复的钛合金薄壁件的质量和合格率极高。

Description

一种钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法
技术领域
本发明涉及钛合金薄壁壳体的修复方法，具体说，钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法。
背景技术
防冰壳体安装在低压压气机机匣上，它的主要作用是在温度5～-5℃范围，将引自高压压气机第7级后的空气供给防冰系统，加温整流罩和低压压气机进气导向器叶片，防止整流罩和低压压气机进气导向器叶片结冰，其工作情况如下：
基体材料BT20，
最大空气压力5.5kgf/cm2，
最高空气温度480℃，
发动机工作时壳体微振环状磨损。
防冰壳体，在大修指导中规定其φ58内圆环状磨损最大不超过φ58.26mm。在实际修理中有50％以上零件磨损超标，且既无备件，又无俄罗斯修复工艺。
采用喷涂方法修复防冰壳体，在发动机使用过程中可能发生掉块，对飞行安全带来隐患；采用一般的激光熔敷方法，经金相组织检查，在激光熔敷区发现气孔、微裂纹、组织疏松等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种安全、可行的修复工艺。
本发明提供一种钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法，其特征在于工序如下：
a)零件表面磨损区光滑打磨处理；
b)清理焊料电蚀层和焊料真空退火除氢处理：温度750～800℃，保温40～60min，充压强为0.2～0.4MPa的氩气冷却到80℃以下出炉，除去焊料中的氢气，避免产生气孔；
c)激光熔敷：熔敷频率f＝5～6Hz，时间t＝4～5ms，在氩气保护下进行，避免焊接过程中钛合金吸氧和氧化，氩气流量Q＝4.5～5.5L/min，熔敷焊料到填满磨损处并高出0.2～0.4mm，达到覆盖率40～75％，以留出加工余量；
d)磨削到所需要的尺寸和表面粗糙度。
本发明提供的钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法中，焊料的宽度加大到略小于零件表面磨损区的宽度，减少焊料条之间的排与排、层与层的搭接次数，避免焊料搭接时产生微裂纹和组织疏松。
本发明提供的钛合金薄壁壳体的激光熔敷修复方法的优点在于：操作简便；熔敷层硬度高；熔敷层与基体形成冶金结合，不会造成脱落；对基体热影响区小，不会引起零件热变形；经激光熔敷修复的钛合金薄壁件的质量和合格率极高。
具体实施方式
实施例1
防冰壳体
材料BT20，壁厚2mm；
单面磨损深度0.35mm，磨损带2条。
修复工艺：
a)零件表面磨损区光滑打磨处理；
b)清理焊料电蚀层和焊料真空退火除氢处理：温度800℃，保温50min，充压强为0.2MPa的氩气冷却到80℃出炉；
c)激光熔敷：熔敷频率f＝5Hz，时间t＝4ms，在氩气保护下进行，避免焊接过程中钛合金吸氧和氧化，氩气流量Q＝5L/min，熔敷焊料到填满磨损处并高出0.2mm，达到覆盖率45％；
d)磨削到所需要的尺寸和表面粗糙度。
检测结果如下：
a)硬度HRC为36(和基体及相配合涨圈材料硬度值一致)，符合Q3B1323-2002标准防冰壳体激光熔敷质量检验要求；
b)金相组织分析结果表明熔敷层与基体形成冶金结合，不会造成脱落；
c)经X光检查，未见异常，质量完好；
d)在德国产USM-22L型超声波探伤仪上，用MSEB-5双晶直探头接触法探伤，预置闸门在底波出现的扫描范围内调至满屏的80％，灵敏度将底波前沿调至满屏100％以上，探头在外圆柱面沿修复层部位周向扫查，结果未发现底波前移现象，判定结合面结合良好。
e)修复后最终尺寸为φ58.2mm，满足大修指导要求。
结论是修复合格的防冰壳体可装机使用；防冰壳体激光修复已贯彻到某发动机大修指导第23卷补充卷中。

Claims (2)

1、一种钛合金薄壁件的激光熔敷修复方法，其特征在于工序如下：
a)零件表面磨损区光滑打磨处理；
b)清理焊料电蚀层；
c)焊料真空退火除氢处理：温度750～800℃，保40～60min，充压强为0.2～0.4MPa的氩气，冷却到80℃以下，焊料出炉；
d)激光熔敷：熔敷频率f＝5～6Hz，时间t＝4～5ms，在氩气保护下进行，氩气流量Q＝4.5～5.5L/min，熔敷焊料到填满磨损处并高出0.2～0.4mm，达到覆盖率40～75％；
e)磨削到所需要的尺寸和表面粗糙度。
2、按照权利要求1所述的钛合金薄壁件的激光熔敷修复方法，其特征在于：所述焊料的宽度加大到略小于零件表面磨损区的宽度。
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