CN103128389B - 一种涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，属于大型燃机喷嘴的制造和修复技术领域。本发明简便、实用，能避免因氩弧焊点焊造成的钎焊缝局部氧化和铸件基体的局部变形问题，同时又能保证零件的间隙满足组件钎焊要求。本发明包括如下步骤：焊接预处理：利用机械加工尺寸保证零件的钎焊间隙，在堵塞两侧加工出填料尺寸的倒角；焊前清理：装配前对零件进行清洗；装配定位焊：利用冲针在堵塞和混合气体通道的结合处打冲点进行定位；钎料的配制：将粉状钎料与钎焊用粘结剂混合并搅拌成均匀的膏状钎料，然后灌入涂敷器内；涂敷膏状钎料：将膏状钎料涂敷到钎焊焊缝处；焊接热循环：在真空条件下，进行焊接热循环；焊后处理：通过车加工去除冲点。<!--1-->
Description
技术领域
本发明属于大型燃机喷嘴的制造和修复技术领域，特别是涉及一种涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法。
背景技术
涡旋式喷嘴是GE公司7FA燃机喷嘴组件上的关键部件，其设计理念是GE燃机喷嘴的核心技术。设计要求：零件装配之后涡流器的10个旋流式轮叶上的沿圆周向心混合气体通道铸型工艺孔用工艺堵塞一次焊接完成连接，以形成完整的流量通道。为保证设计要求，原有的单个零件按组件设计示意图外型，未考虑到零件轴向钎焊长度的变化及填料的需要，装配后采用氩弧焊进行定位；钎焊前在组件外侧沿销子圆周待焊处周边涂适量的膏状钎料，最后进行真空钎焊。使用这种方法钎焊的零件，焊后打压试验合格率极低。分析其主要原因是：氩弧焊定位造成钎焊缝局部氧化，钎料不能润湿基体和毛细填充间隙；零件氩弧焊定位使组合零件轴向之间的相对位置发生变化，无法保证钎焊长度要求，另外氩弧焊点焊会导致铸件基体的局部变形；受到焊接应力的影响，无法保证间隙均匀；受销子结构影响，钎料涂敷量受到限制。由此可见，现有的钎焊方法不能保证此工艺堵塞的焊接需要，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种简便、实用的涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法。该焊接方法能避免因氩弧焊点焊造成的钎焊缝局部氧化和铸件基体的局部变形问题，同时又能保证零件的间隙满足组件钎焊要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，包括如下步骤：
步骤一：焊接预处理
利用机械加工尺寸保证零件的钎焊间隙，控制其径向间隙在设定的尺寸范围内；在堵塞两侧加工出填料尺寸的倒角，保证零件的整体焊缝长度及填料空间；
步骤二：焊前清理
装配前对零件进行清洗；
步骤三：装配定位焊
利用冲针在堵塞和混合气体通道的结合处打冲点进行定位；
步骤四：钎料的配制
将粉状钎料与钎焊用粘结剂混合并搅拌成均匀的膏状钎料，然后将膏状钎料灌入涂敷器内；
步骤五：涂敷膏状钎料
将膏状钎料涂敷到钎焊焊缝处；
步骤六：焊接热循环
在真空条件下，进行焊接热循环；
步骤七：焊后处理
焊后通过车加工去除冲点，并对加工后的零件进行质量检查和尺寸检查。
步骤一中所述的径向间隙的设定尺寸范围为0.06～0.10mm。
步骤一中所述的填料尺寸的倒角为0.3+0.1 0×45°。
步骤三中所述的冲点的直径为1～3mm，深度为2～3mm。
步骤四中所述的膏状钎料是以粉状钎料和钎焊用粘结剂为主要成分，其各组份按重量百分比为：
粉状钎料91%～93%
钎焊用粘结剂7%～9%。
所述膏状钎料的各组份按重量百分比为：
粉状钎料92%
钎焊用粘结剂8%，
其中，粉状钎料为AMDRY-915钎料粉。
本发明的有益效果：
本发明的焊接方法简便、实用，能避免因氩弧焊点焊造成的钎焊缝局部氧化和铸件基体的局部变形问题，同时又能保证零件的间隙满足组件钎焊要求。
本发明的焊接方法为7FA燃机喷嘴组件的研制成功解决了技术瓶颈，其使用充分体现了精益的加工思想，为以后相似零件的加工提供了宝贵经验。本发明的成熟应用，将为GE其他型别的燃机喷嘴组件的相继研制开发铺平道路；通过本发明的研制开发，可以掌握先进的燃气轮机喷嘴设计、制造技术，填补国内空白，并为后续国产燃机喷嘴的设计、制造提供有力的技术借鉴，积累宝贵的设计、制造经验，为提高我国燃机设计、制造水平，增强国产燃机在国际市场上的竞争力起到非常大的作用。
附图说明
图1为工艺堵塞的结构示意图；
图2为涡旋式喷嘴混合气体通道的结构示意图；
图3为本发明热循环曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，包括如下步骤：
步骤一：焊接预处理
工艺堵塞的结构如图1所示，涡旋式喷嘴混合气体通道的结构如图2所示；利用机械加工尺寸保证零件的钎焊间隙，控制其径向间隙在0.06～0.10mm之间；在堵塞两侧加工出填料尺寸的倒角0.3+0.1 0×45°，保证零件的整体焊缝长度及填料空间；
步骤二：焊前清理
装配前用丙酮清洗零件；
步骤三：装配定位焊
保留足够余量，采用冲点方式进行焊前定位，利用冲针在堵塞和混合气体通道的结合处打冲点进行定位，冲点的直径为1～3mm，深度为2～3mm；
步骤四：钎料的配制
将92%的AMDRY-915钎料粉与8%的钎焊用粘结剂混合并搅拌成均匀的膏状钎料，然后将膏状钎料灌入涂敷器内；
步骤五：涂敷膏状钎料
将膏状钎料涂敷到钎焊焊缝处，涂敷时控制膏状钎料截面的直径不小于1.8mm；
步骤六：焊接热循环
在真空条件下，进行焊接热循环，如图3所示；真空钎焊的工艺规范：真空压力低于4×10-2Pa的条件下，开始加热升温；以8℃/min的速度升至550℃，保温22min；以10℃/min的速度升至920℃，保温18min；以5℃/min的速度升至1150℃，随后充入压力为2bar的高纯氩气（纯度不小于99.995%），并启动风机进行快速冷却，低于80℃出炉；
步骤七：焊后处理
焊后通过车加工完全去除冲点，以保证外表面等高的设计要求，并对加工后的零件进行质量检查和尺寸检查，结果表明：焊件的尺寸满足设计图要求。
Claims (4)
1.一种涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：焊接预处理
利用机械加工尺寸保证零件的钎焊间隙，控制其径向间隙在设定的尺寸范围内；在堵塞两侧加工出填料尺寸的倒角，保证零件的整体焊缝长度及填料空间，
所述的填料尺寸的倒角为0.3+0.1 0×45°；
步骤二：焊前清理
装配前对零件进行清洗；
步骤三：装配定位焊
利用冲针在堵塞和混合气体通道的结合处打冲点进行定位，
所述的冲点的直径为1～3mm，深度为2～3mm；
步骤四：钎料的配制
将粉状钎料与钎焊用粘结剂混合并搅拌成均匀的膏状钎料，然后将膏状钎料灌入涂敷器内；
步骤五：涂敷膏状钎料
将膏状钎料涂敷到钎焊焊缝处；
步骤六：焊接热循环
在真空条件下，进行焊接热循环；
步骤七：焊后处理
焊后通过车加工去除冲点，并对加工后的零件进行质量检查和尺寸检查。
2.根据权利要求1所述的涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，其特征在于步骤一中所述的径向间隙的设定尺寸范围为0.06～0.10mm。
3.根据权利要求1所述的涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，其特征在于步骤四中所述的膏状钎料是以粉状钎料和钎焊用粘结剂为主要成分，其各组份按重量百分比为：
粉状钎料91％～93％
钎焊用粘结剂7％～9％。
4.根据权利要求3所述的涡旋式喷嘴混合气体通道工艺堵塞的焊接方法，其特征在于所述膏状钎料的各组份按重量百分比为：
粉状钎料92％
钎焊用粘结剂8％，
其中，粉状钎料为AMDRY-915钎料粉。
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