CN115008123A - 发动机火焰筒主体掉块修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发动机火焰筒主体掉块修复方法。该方法包括以下步骤：S1，检查火焰筒的烧蚀部位，将烧蚀部位以及烧蚀部位周围的影响区域切除；S2，根据烧蚀部位和影响区域的形状制备补片，打磨去除补片正反表面边缘的氧化皮；S3，将火焰筒、补片和燃气导管组件进行预装配，标记补片的位置；以及S4，按照标记位置对补片进行焊接。本发明所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法产生的热影响区小且稳定性高，适用于对火焰筒龟裂或较大面积烧蚀进行修复。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机维修技术领域，更具体地涉及一种发动机火焰筒主体掉块修复方法。
背景技术
航空发动机火焰筒的功用是将燃油与从压气机来的空气进行混合燃烧，其燃烧过程在高速气流中进行，火焰筒的零件在高温、高负荷下工作，承受着由气体力产生的静载荷和振动负荷。火焰筒烧蚀裂纹常通常采用氩弧焊焊接的修复方式，对于单一裂纹或小面积烧蚀的故障采用该种焊接方法比较简单，该种方法也能取得良好应用效果；但由于火焰筒的工作温度较高且内部气流流速较快，零件表面常出现龟裂或大面积烧蚀，该种情况下若直接采用氩弧焊焊接，热影响区较大，会影响母材的强度和性能，无法满足产品的正常使用要求，因此现有的修复方式具有很大的局限性。
因此，如何提供一种用于修复火焰筒龟裂或大面积烧蚀的方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种发动机火焰筒主体掉块修复方法，其适用于对火焰筒龟裂或大面积烧蚀进行修复，该修复方法所产生的热影响区小且稳定性高。
本发明提供了一种发动机火焰筒主体掉块修复方法，包括以下步骤：S1，检查火焰筒的烧蚀部位，将烧蚀部位以及烧蚀部位周围的影响区域切除；S2，根据烧蚀部位和影响区域的形状制备补片，打磨去除补片正反表面边缘的氧化皮；S3，将火焰筒、补片和燃气导管组件进行预装配，标记补片的位置；以及S4，按照标记位置对补片进行焊接。
可选地，在S4之后还包括：S5，对焊接部位进行修理打磨使其与周围材料平齐；以及S6，对焊接部位进行缺陷检查。
可选地，在S1中，通过目测或着色检查确定影响区域。
可选地，在S2中，补片具有以最小面积覆盖烧蚀部位和影响区域的规则形状。
可选地，烧蚀部位和影响区域的面积之和不超过1200mm2。
可选地，在S2中，打磨去除补片正反表面边缘宽10mm的氧化皮。
可选地，在S4中，通过氩弧焊对补片进行焊接。
可选地，在S6中，缺陷检查包括着色检查和X光检查，着色检查用于检测焊接部位表面的缺陷，X光检查用于检测焊接部位内部的缺陷。
与现有技术相比，本发明所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法具有以下有益效果：
(1)本发明采用补片对火焰筒龟裂或烧蚀进行修复，打破了常规直接焊接修复方法无法修复损伤较大的火焰筒的局限性，并且本发明所提供的补片修复方法相比于直接焊接修复方法所产生的热影响区小，稳定性和可靠性高；
(2)本发明所提供的补片可具有以最小面积覆盖烧蚀部位和影响区域的规则形状，补片所具有的完全覆盖火焰筒损伤区域的最小面积可保障修复效果并节省材料，补片所具有的规则形状使得补片的制备和焊接过程更加方便；
(3)本发明所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法还可以包括焊接完成后的检查步骤，分别通过着色检查和X光检查测定焊接部位的表面和内部缺陷，从而进一步保障火焰筒修复效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，将根据以下附图进一步说明和描述本发明的实施方式，这些附图仅用于更方便和具体地描述本发明的实施方式而不是对本发明的限制。
图1是根据本发明的一个示例性实施方式所提供的火焰筒和烧蚀部位的示意图；
图2是根据本发明的一个示例性实施方式所提供的火焰筒和补片的示意图；
图3是根据本发明的一个示例性实施方式所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法的流程图；以及
图4是根据本发明的另一示例性实施方式所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法的流程图。
具体实施方式
有鉴于此，本发明提供了一种发动机火焰筒主体掉块修复方法，该方法适用于对火焰筒龟裂或大面积烧蚀进行修复，其相比于常规焊接修复方法所适用的场景更宽泛，并且焊接时产生的热影响区小，稳定性高。
当前火焰筒烧蚀裂纹修复通常采用氩弧焊直接焊接的修复方法，该方法适用于单一裂纹或小面积烧蚀。当火焰筒主体出现龟裂或掉块等大面积损伤时，常规的直接焊接修复方法不再适用。参考图1，图1是根据本发明的一个示例性实施方式所提供的火焰筒和烧蚀部位的示意图。如图1所示，火焰筒出现了较大面积的掉块情况，并且烧蚀部位1呈现出不规则的形状。在这样的情况下，如果仍采用直接焊接的修复方法可能导致火焰筒母体材料的材质和性能变差，在后续的使用过程中可能存在质量不稳定的情况。如果掉块或烧蚀部位1面积过大，则甚至无法通过直接焊接方式修复，火焰筒零件直接报废。基于现有技术的局限性，本发明提出采用补片2的修复方式解决上述问题。参考图2，图2是根据本发明的一个示例性实施方式所提供的火焰筒和补片的示意图。如图2所示，本发明所提供的解决方案为在火焰筒烧蚀部位1焊接补片2，要求补片2完全覆盖烧蚀部位1。本发明对于火焰筒烧蚀或掉块故障提供了一种新的基于补片2的修复方法，相对于传统的直接焊接修复方法，该方法的适用范围更广，且修复后对火焰筒母材的强度和性能不会产生影响，采用该方法修复后火焰筒的质量也更加可靠。
在本发明的一个优选实施方式中，提供了一种发动机火焰筒主体掉块修复方法，例如参考图3。图3是根据本发明的一个示例性实施方式所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法300的流程图，如图3所示，该方法300包括：在框301，检查火焰筒的烧蚀部位1，将烧蚀部位1以及烧蚀部位1周围的影响区域切除；在火焰筒因高温和气流冲击产生烧蚀的情况下，火焰筒主体所产生的缺陷不仅在于烧蚀部位1本身，烧蚀部位1的附近也会出现诸如变薄、开裂等缺陷，这些缺陷也会影响火焰筒本体的性能，因此在检查火焰筒烧蚀部位1时还应一并切除其周围包含任何缺陷的影响区域，以确保火焰筒的性能。在框302，根据烧蚀部位1和影响区域的形状制备补片2，打磨去除补片2正反表面边缘的氧化皮；应当注意，制备补片2所使用的材料应当与火焰筒本体的材料完全一致。例如，可通过与制备火焰筒本体相同的工艺制备补片2，或者可以从制备好的火焰筒本体基材中切割形成补片2。在框303，将火焰筒、补片2和燃气导管组件进行预装配，标记补片2的位置；燃气导管组件位于火焰筒的一侧，在焊接补片2前应确保补片2不会阻碍火焰筒与燃气导管组件之间的组装，因此可以先将火焰筒、补片2和燃气导管组件进行预装配以便确定补片2应焊接的位置并进行标记。在框304，按照标记位置对补片2进行焊接。焊接完成后，可以按工艺规程组装火焰筒和燃气导管组件，用专用工装检查同轴度应符合工艺要求。通过该方法焊接所产生的热影响区小，火焰筒整体性能更稳定。
在本发明的另一优选实施方式中，提供了一种发动机火焰筒主体掉块修复方法，例如参考图4。图4是根据本发明的另一示例性实施方式所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法400的流程图，如图4所示，该方法400包括：在框401，检查火焰筒的烧蚀部位1，将烧蚀部位1以及烧蚀部位1周围的影响区域切除；在框402，根据烧蚀部位1和影响区域的形状制备补片2，打磨去除补片2正反表面边缘的氧化皮；在框403，将火焰筒、补片2和燃气导管组件进行预装配，标记补片2的位置；在框404，按照标记位置对补片2进行焊接；在框405，对焊接部位进行修理打磨使其与周围材料平齐；在框406，对焊接部位进行缺陷检查。在将补片2焊接到火焰筒主体之后，还可以对该焊接过程进行后处理以确保火焰筒性能。例如，可以对焊接部位进行修理打磨使其与周围材料平齐以免妨碍火焰筒的拆装，以及对焊接部位进行缺陷检查以确保焊接过程不会对火焰筒造成额外的损伤。
在本发明的一个优选实施方式中，可以通过目测或着色检查确定影响区域。在烧蚀部位1面积较小的情况下，烧蚀部位1周围的影响区域面积一般也较小，可以通过目测确定影响区域并将其切除。即便目测未能完全确定影响区域的面积，在后续的补片2焊接过程中这些未确定影响区域的缺陷一般也可以随着焊接及其后处理的过程被发现并消除。在烧蚀部位1面积较大的情况下，可以对火焰筒烧蚀部位1附近区域进行着色检查，以确定肉眼无法发现的裂纹等缺陷并进一步确定影响区域的面积。
在本发明的一个优选实施方式中，补片2具有以最小面积覆盖烧蚀部位1和影响区域的规则形状。本领域技术人员可以理解，补片2需要具备完全覆盖烧蚀部位1和影响区域的面积，使得补片2焊接后火焰筒完整无缺。在上述基础上，补片2的面积应当尽可能地小，补片2的形状应尽可能地趋于规则图形。补片2所具有的完全覆盖火焰筒损伤区域的最小面积可保障修复效果并节省材料，补片2所具有的规则形状使得补片2的制备和焊接过程更加方便。在本发明的一个优选实施方式中，补片2的尺寸可在上述最小面积规则形状的基础上延伸约50mm2至约100mm2，以进一步确保其完全覆盖影响区域并确保焊接材料充足。在本发明的另一优选实施方式中，在切除烧蚀部位1和影响区域的过程中便在火焰筒主体上切除如上所述的以最小面积覆盖烧蚀部位1和影响区域的规则形状，并且将补片2的尺寸设定为在该规则形状的基础上延伸约50mm2至约100mm2，然后以相同的方式焊接补片2。
在本发明的一个优选实施方式中，烧蚀部位1和影响区域的面积不宜过大，当烧蚀部位1和影响区域的面积过大时，即便采用焊接补片2的方式进行修复也难以将火焰筒性能恢复至原有水平，因此建议直接将烧蚀部位1和影响区域面积过大的火焰筒报废。本发明所提供的发动机火焰筒主体掉块修复方法至少适用于对烧蚀部位1和影响区域面积之和不超过约1500mm2、约1400mm2、约1300mm2、约1200mm2、约1100mm2或约1000mm2的火焰筒进行修复。烧蚀部位1和影响区域面积之和的具体阈值可以由本领域技术人员根据火焰筒大小和整体烧蚀情况确定，例如，在本发明的一个优选实施方式中，烧蚀部位1和影响区域面积之和可以不超过约1200mm2。
在本发明的一个优选实施方式中，当烧蚀部位1和影响区域的面积较大以致补片2面积较大时，只需打磨补片2正反表面边缘一定宽度的氧化皮即可保障其焊接性能。例如，在本发明的一个示例性实施方式中，可以打磨去除补片2正反表面边缘宽约10mm、约9mm、约8mm、约7mm、约6mm或约5mm的氧化皮。在一个示例性实施方式中，当烧蚀部位1和影响区域面积之和为约1200mm2时，可以打磨去除补片2正反表面边缘宽约10mm的氧化皮。本领域技术人员应当理解，由于补片2可具有各种形状，打磨后补片2的正反表面边缘可能出现形状不规则但宽度一致的打磨部分。在本发明的一个优选实施方式中，可以通过氩弧焊对补片2进行焊接。氩弧焊工艺简单并且焊接部位不会被氧化侵蚀，焊接质量高。如本文所用，术语“约”是指在所述尺寸、面积或其他值的±10％以内，并且更优选在所述值的±5％以内。
在本发明的一个优选实施方式中，对焊接部位所执行的缺陷检查可以包括着色检查和X光检查。焊接部位可以包括补片2本身、补片2与火焰筒之间的焊缝处以及焊缝附近。着色检查和X光检查是对焊接过程所产生缺陷的检查，也是对焊接前火焰筒主体未曾发现的缺陷的检查，着色检查用于检测焊接部位表面的缺陷，X光检查用于检测焊接部位内部的缺陷。如果发现焊接部位存在可修复的缺陷，则应当进一步对这些缺陷进行修复；如果发现焊接部位存在不可修复的缺陷，则该火焰筒直接报废。
在本文所提供的实施方式中提供了大量具体示例，应当理解这些示例仅是为了对本发明的实施方式进行详细的阐述而并非对本发明的限制。本发明中的实施方式可以在没有这些具体示例的情况下实践。在一些实施方式中并未详细示出本领域技术人员所公知的结构和/或技术，以便不模糊对本发明的理解。
尽管本文中已经示出并描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员容易理解的是，这些实施方式仅以示例的方式提供。本领域技术人员在不脱离本发明的情况下将会想到多种变化、改变和替代。应当理解，本文中描述的本发明实施方式的各种替代方式任选地用于实施本发明。旨在通过权利要求限定本发明的范围，并由此涵盖这些权利要求范围内的结构及其等同物。
Claims (8)
1.一种发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，检查火焰筒的烧蚀部位(1)，将所述烧蚀部位(1)以及所述烧蚀部位(1)周围的影响区域切除；
S2，根据所述烧蚀部位(1)和所述影响区域的形状制备补片(2)，打磨去除所述补片(2)正反表面边缘的氧化皮；
S3，将所述火焰筒、所述补片(2)和燃气导管组件进行预装配，标记所述补片(2)的位置；以及
S4，按照标记位置对所述补片(2)进行焊接。
2.根据权利要求1所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，在S4之后还包括：
S5，对焊接部位进行修理打磨使其与周围材料平齐；以及
S6，对所述焊接部位进行缺陷检查。
3.根据权利要求1或2所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，
在S1中，通过目测或着色检查确定所述影响区域。
4.根据权利要求1或2所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，
在S2中，所述补片(2)具有以最小面积覆盖所述烧蚀部位(1)和所述影响区域的规则形状。
5.根据权利要求1或2所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，
所述烧蚀部位(1)和所述影响区域的面积之和不超过1200mm2。
6.根据权利要求1或2所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，
在S2中，打磨去除所述补片(2)正反表面边缘宽10mm的氧化皮。
7.根据权利要求1或2所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，
在S4中，通过氩弧焊对所述补片(2)进行焊接。
8.根据权利要求2所述的发动机火焰筒主体掉块修复方法，其特征在于，
在S6中，所述缺陷检查包括着色检查和X光检查，所述着色检查用于检测所述焊接部位表面的缺陷，所述X光检查用于检测所述焊接部位内部的缺陷。
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