CN102430891A - 一种火焰筒内混合器的更换方法 - Google Patents

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Abstract

一种火焰筒内混合器的更换方法属于发动机修理技术领域。包括：在火焰筒头部和内混合器上切割区域标记上方标线，切割火焰筒头部；测量火焰筒头部高度尺寸，并做记录；将火焰筒头部安装到立式车床上，在距离切割线0～5mm距离上检查火焰筒头部扇形段的跳动；车削扇形段至尺寸163±0.25mm，去除毛刺、尖边倒圆；从火焰筒头部切割位置的内外两侧打磨待焊接的表面，将待更换的内混合器放置到火焰筒头部上，保证内混合器和火焰筒头部位置的上方标线对齐，用夹具固定，保证各端面之间的间隙和边缘的偏移不大于0.3mm；对火焰筒头部和内混合器进行定位焊，将内混合器正式焊接到火焰筒头部上，打磨焊缝焊瘤，进行着色检查和X光检查焊缝。

Description

一种火焰筒内混合器的更换方法
技术领域
本发明属于发动机修理技术领域，特别是涉及一种火焰筒内混合器的更换方法。
背景技术
火焰筒是发动机燃烧室单元体中的重要热端部件。火焰筒在高温、高压、热冲击、热腐蚀、振动和声载荷等共同作用下，火焰筒筒体局部会产生较大的热应力；导致火焰筒壁面产生裂纹、烧蚀、烧熔等故障，其故障率非常高。为了满足发动机修理使用需要，我国每年都要花费巨大的资金向俄方购买火焰筒备件，其数量还饱受俄方限制，给我们的生产带来很大的压力。同时，对多台份发动机故障统计来看，火焰筒故障主要集中在火焰筒内混合器上，其他部位有的还保持良好状态。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可延长火焰筒的使用寿命的火焰筒内混合器的更换方法。采用该方法可以延长航空发动机火焰筒的使用寿命，使故障火焰筒在修复后得以继续使用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种火焰筒内混合器的更换方法，包括如下步骤：
步骤一：在火焰筒头部和内混合器上的切割区域标记上方标线；
步骤二：在激光切割机上切割火焰筒头部；
步骤三：在夹具上，以火焰筒头部上的支架孔做基准，测量火焰筒头部高度尺寸，并做记录；
步骤四：将带夹具的火焰筒头部安装到立式车床的工作台上，找正内混合器出口安装边表面的跳动在2.0mm以内，在距离切割线0～5mm距离上检查火焰筒头部扇形段的跳动至不大于0.5mm；
步骤五：车削扇形段至尺寸163±0.25mm，去除毛刺、尖边倒圆；
步骤六：从火焰筒头部切割位置的内外两侧打磨待焊接的表面，直到出现金属光泽，同时保证打磨宽度不小于5mm，基体材料厚度要在范围内；打磨后的表面要用汽油除油并在空气中干燥；
步骤七：将待更换的内混合器放置到火焰筒头部上，保证内混合器和火焰筒头部位置的上方标线对齐，用夹具固定，保证各端面之间的间隙和边缘的偏移不大于0.3mm；
步骤八：在夹具上沿圆周对火焰筒头部和内混合器进行定位焊；
步骤九：检查
Figure BDA0000100960380000021
尺寸和表面M的跳动不超过1.5mm；
步骤十：将内混合器正式焊接到火焰筒头部上；
步骤十一：打磨焊缝焊瘤；
步骤十二：着色检查和X光检查焊缝。
步骤八中所述的定位焊，其焊接参数如下：
电流强度：70～90A，电极：Φ1.6～2mm，氩气：焊枪10～12L/min，背面吹气：8～10L/min，转速：30～35m/h。
步骤十中所述的焊接，其焊接参数如下：
电流强度：80～85A，电极：Φ1.6～2mm，氩气：焊枪10～12L/min，背面吹气：8～10L/min，转速：20～25m/h。
本发明的有益效果：
本发明的更换方法使故障火焰筒在修复后能够恢复使用，延长了火焰筒的使用寿命，大大的降低了火焰筒的报废率，给发动机修理带来了可观的经济效益；同时，也提升了我国发动机修理技术水平，摆脱了受制于人的境地。
采用本发明的更换方法修复的火焰筒已经参与相关试验和试车考核，能够满足发动机的使用要求，达到了预期的研制效果。
修复后，对零件的有关尺寸进行了测量，零件的几何尺寸均满足设计图要求，零件经外观检查、着色检查和X光检查，均合格。零件加工时的技术要求和实测尺寸见表1：
表1换段修理火焰筒的实测尺寸
Figure BDA0000100960380000022
附图说明
图1是本发明的一个实施例的火焰筒内混合器与火焰筒头部的结构示意图；
图中，1-支架，2-火焰筒头部，3-车加工位置，4-内混合器，5-激光切割位置。
具体实施方式
某大修机火焰筒为短环形，火焰筒各分段件为锻件车加工制成，火焰筒外混合器与火焰筒头部通过铆钉铆接而成，火焰筒内混合器与火焰筒头部通过自动焊连接，其结构如图1所示。火焰筒结构复杂，为大直径环型件，原件已经服役500～1200小时，零件在服役后，尺寸可能会有不同程度的变形。
一种火焰筒内混合器的更换方法，包括如下步骤：
步骤一：用划线针在火焰筒头部和内混合器上的切割区域标记上方标线，以便在焊接内混合器时，对准上方标线进行装配；
步骤二：在激光切割机上切割火焰筒头部，保证尺寸：168±1mm；
步骤三：在夹具上，以火焰筒头部上的7个支架孔做基准，测量火焰筒头部高度尺寸，并做记录；
步骤四：将带夹具的火焰筒头部安装到立式车床的工作台上，找正内混合器出口安装边表面的跳动在2.0mm以内，在距离切割线0～5mm距离上检查火焰筒头部扇形段的跳动至不大于0.5mm，允许用小锤敲击保证跳动；
步骤五：车削扇形段至尺寸163±0.25mm，去除毛刺、尖边倒圆，切割规范如下：
转数：100～120转/分，进给：手动；
步骤六：从火焰筒头部切割位置的内外两侧打磨待焊接的表面，直到出现金属光泽，同时保证打磨宽度不小于5mm，基体材料厚度要在
Figure BDA0000100960380000031
范围内；打磨后的表面要用汽油除油并在空气中干燥；
步骤七：将待更换的内混合器放置到火焰筒头部上，保证内混合器和火焰筒头部位置的上方标线对齐，用夹具固定，用塞尺测量保证各端面之间的间隙和边缘的偏移不大于0.3mm，必要时可以修整内混合器端面；
步骤八：在夹具上沿圆周均布10～12点对火焰筒头部和内混合器进行定位焊，焊接参数如下：
电流强度：70～90A，电极：Φ1.6～2mm，氩气：焊枪10～12L/min，背面吹气：8～10L/min，转速：30～35m/h；
步骤九：检查
Figure BDA0000100960380000032
尺寸和表面M的跳动不超过1.5mm；
步骤十：将内混合器正式焊接到火焰筒头部上，焊接参数如下：
电流强度：80～85A，电极：Φ1.6～2mm，氩气：焊枪10～12L/min，背面吹气：8～10L/min，转速：20～25m/h；
焊后用4～7倍放大镜检查焊缝，不允许焊缝处有裂纹；如果发现有裂纹、砂眼(气孔)和未焊透处要进行补焊，并填加焊丝；
步骤十一：打磨焊缝焊瘤，不允许切入基体材料；
步骤十二：着色检查和X光检查焊缝。
首先，本发明的更换方法选择原焊缝位置进行切割，原焊缝位置进行切割、再焊接，相当于焊缝的二次焊接，在技术上是可行的。同时在原焊缝位置切割后，更换的内混合器备件与制造时零件焊接工艺相同，尺寸一致，互换性好，焊后能够满足原设计要求。
为验证本发明的更换方法的焊接性是否可靠，我们进行了相关试验：
1)不同批次和寿命的俄火焰筒焊缝接头金相组织检查
试验结果为：不同批次和寿命的火焰筒焊缝均为细腻的树枝状组织，组织相同；焊缝热影响区金相组织相同：a-Cr相略有减少，晶粒度未见明显长大现象；
2)不同批次俄火焰筒材料与国产材料的焊接接头(填焊丝和不填焊丝)金相组织检查
试验结果为：两种焊接方式的基体组织都没有明显变化，焊缝热影响区的组织略有不同：填加焊丝的热影响区a-Cr相减少趋势相对明显一些，这一不同主要体现在国产料板材一侧；
3)俄火焰筒材料与国产材料焊接接头的强度试验
试验结果表明：室温和高温拉伸强度数据均匀，稳定。接头强度满足技术条件的要求。填加焊丝接头比不填焊丝接头强度要低些，延伸率要好于不填焊丝的。接头强度达到了母材的90％，满足焊接标准的要求。
从以上试验可以看出，采用国产材料制成的内混合器与服役后的火焰筒焊道进行二次焊接，其强度能够满足使用要求。焊接时可以采用不填加焊丝的自动焊接，对于补焊时应填加焊丝。

Claims (3)

1.一种火焰筒内混合器的更换方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在火焰筒头部和内混合器上的切割区域标记上方标线；
步骤二：在激光切割机上切割火焰筒头部；
步骤三：在夹具上，以火焰筒头部上的支架孔做基准，测量火焰筒头部高度尺寸，并做记录；
步骤四：将带夹具的火焰筒头部安装到立式车床的工作台上，找正内混合器出口安装边表面的跳动在2.0mm以内，在距离切割线0～5mm距离上检查火焰筒头部扇形段的跳动至不大于0.5mm；
步骤五：车削扇形段至尺寸163±0.25mm，去除毛刺、尖边倒圆；
步骤六：从火焰筒头部切割位置的内外两侧打磨待焊接的表面，直到出现金属光泽，同时保证打磨宽度不小于5mm，基体材料厚度要在                                               
Figure 2011103240022100001DEST_PATH_IMAGE002
mm范围内；打磨后的表面要用汽油除油并在空气中干燥；
步骤七：将待更换的内混合器放置到火焰筒头部上，保证内混合器和火焰筒头部位置的上方标线对齐，用夹具固定，保证各端面之间的间隙和边缘的偏移不大于0.3mm；
步骤八：在夹具上沿圆周对火焰筒头部和内混合器进行定位焊；
步骤九：检查
Figure 2011103240022100001DEST_PATH_IMAGE004
mm尺寸和表面M的跳动不超过1.5mm；
步骤十：将内混合器正式焊接到火焰筒头部上；
步骤十一：打磨焊缝焊瘤；
步骤十二：着色检查和X光检查焊缝。
2.根据权利要求1所述的一种火焰筒内混合器的更换方法，其特征在于步骤八中所述的定位焊，其焊接参数如下：
电流强度：70～90A，电极：Ф1.6～2mm，氩气：焊枪10～12L/min，背面吹气：8～10L/min，转速：30～35m/h。
3.根据权利要求1所述的一种火焰筒内混合器的更换方法，其特征在于步骤十中所述的焊接，其焊接参数如下：
电流强度：80～85A，电极：Ф1.6～2mm，氩气：焊枪10～12L/min，背面吹气：8～10L/min，转速：20～25m/h。
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