RU2344915C2 - Method for repair of components from alloys with heat resistant coating - Google Patents
Method for repair of components from alloys with heat resistant coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344915C2 RU2344915C2 RU2007109299/02A RU2007109299A RU2344915C2 RU 2344915 C2 RU2344915 C2 RU 2344915C2 RU 2007109299/02 A RU2007109299/02 A RU 2007109299/02A RU 2007109299 A RU2007109299 A RU 2007109299A RU 2344915 C2 RU2344915 C2 RU 2344915C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- defect point
- resistant coating
- heat
- soldering
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ремонту высокотемпературной пайкой в вакууме деталей газотурбинных двигателей, изготовленных из высоколегированных литейных сплавов, имеющих жаростойкое покрытие. Оно может быть использовано при ремонте деталей и узлов горячего тракта газотурбинных двигателей: лопаток соплового аппарата, створок регулируемого сопла и других деталей.The invention relates to repair by high-temperature brazing in vacuum of parts of gas turbine engines made of high alloy cast alloys having a heat-resistant coating. It can be used in the repair of parts and components of the hot tract of gas turbine engines: blades of the nozzle apparatus, flaps of an adjustable nozzle and other details.
Сложность получения качественных паяных соединений из жаропрочных сплавов ЖС-6У и ВЖЛ-12У в первую очередь обусловлена их составом. Наличие титана и алюминия (до 6 вес.%) в сплавах усложняет процессы пайки вследствие образования на поверхности устойчивых оксидов трех структурных типов Al2О3, NiTiO3 и шпинели типа NiO, Al2О3. Для получения качественных паяных соединений из жаропрочных никелевых сплавов рекомендуются капиллярные зазоры с величиной 0,005-0,12 мм. (Пайка металлов. Н.Ф.Лашко и др., стр.303, М.: Машиностроение, 1977 г.) В то же время разделка под пайку таких эксплуатационных дефектов, как трещины и раковины, приводит к значительному увеличению зазоров этих дефектов, которые значительно превышают капиллярные.The difficulty of obtaining high-quality soldered joints from heat-resistant alloys ZhS-6U and VZHL-12U is primarily due to their composition. The presence of titanium and aluminum (up to 6 wt.%) In the alloys complicates the soldering process due to the formation on the surface of stable oxides of the three structural types Al 2 O 3 , NiTiO 3 and spinel type NiO, Al 2 O 3 . To obtain high-quality brazed joints from heat-resistant nickel alloys, capillary gaps with a value of 0.005-0.12 mm are recommended. (Soldering of metals. N.F. Lashko et al., P. 303, Moscow: Mashinostroenie, 1977) At the same time, cutting for soldering such operational defects as cracks and shells leads to a significant increase in the gaps of these defects, which significantly exceed capillary.
Известна технология пайки и ремонта эксплуатационных дефектов деталей композиционным припоем ВПр11-40Н с полным снятием жаростойкого покрытия и получением соединения с некапиллярным зазором до 1,5 мм при пайке сопловых аппаратов, лопаток, блоков и т.п. (Ключников И.П., Гейкин В.А. Создание неразъемных паяных соединений в авиационном двигателестроении. Пайка: опыт, искусство, наука. Сборник докладов научно-технических конференций за 1967-2002 г., том 2, М., 2005 г., стр.56-57.) Данная технология исходит из того, что при пайке наполнитель и паяемый материал расплавляются лишь частично. Жидкая фаза расплава удерживается в зазорах под действием капиллярных сил. Такая особенность композиционных припоев ограничивает его растекание при пайке деталей в любом их пространственном положении. При этом отпадает необходимость в точной подгонке соединяемых деталей. Однако запаивать дефекты с разделкой дефектного места до величины зазора свыше 1,5 мм вышеназванная технология не позволяет.The known technology of brazing and repairing operational defects of parts with composite solder ВПр11-40Н with complete removal of the heat-resistant coating and obtaining joints with a non-capillary gap of up to 1.5 mm when brazing nozzle devices, blades, blocks, etc. (Klyuchnikov I.P., Geykin V.A. Creation of integral soldered joints in aircraft engine building. Soldering: experience, art, science. Collection of reports of scientific and technical conferences for 1967-2002, volume 2, M., 2005 , pp. 56-57.) This technology assumes that when soldering, the filler and soldered material are only partially melted. The liquid phase of the melt is held in the gaps under the action of capillary forces. This feature of composite solders limits its spreading when soldering parts in any of their spatial positions. In this case, there is no need for an accurate fit of the parts to be connected. However, the aforementioned technology does not allow soldering defects with cutting of the defective place to a gap of more than 1.5 mm.
Известен способ ремонта деталей из сплавов с жаростойким покрытием, включающий разделку дефектного места и зачистку поверхности детали от жаростойкого покрытия. (RU №2281194 С1, В23Р 6/00, 10.08.2006 г.)A known method of repairing parts from alloys with a heat-resistant coating, including cutting a defective place and cleaning the surface of the part from a heat-resistant coating. (RU No. 2281194 C1,
Недостатком известного способа является ограниченность его использования, поскольку он предусматривает только неглубокую разделку дефектного места лишь до следов износа.The disadvantage of this method is the limited use of it, since it provides only a shallow butchering of the defective place only to signs of wear.
Данное техническое решение взято за прототип, поскольку оно по назначению и большинству существенных признаков совпадает с предложенным.This technical solution is taken as a prototype, since it coincides with the intended purpose and the majority of essential features.
Предложенное техническое решение отличается от известного тем, что зачистку поверхности детали от жаростойкого покрытия осуществляют на прилегающем к дефектному месту локальном участке поверхности детали, после чего осуществляют заполнение припоем дефектного места и пайку детали в вакууме, при этом высоту наносимого слоя выбирают выше уровня заполнения припоем дефектного места.The proposed technical solution differs from the known one in that the surface of the part is cleaned from the heat-resistant coating on a local part of the surface of the part adjacent to the defective place, after which the defective place is filled with solder and the part is soldered in vacuum, and the height of the applied layer is chosen above the level of filling of the defective solder places.
Кроме того, в качестве припоя используют композиционный припой ВПр11-40Н. При этом зачистку поверхности детали от жаростойкого покрытия осуществляют вокруг дефектного места по полосе зачистки, имеющей ширину 5-6 мм, а высоту наносимого слоя припоя выбирают на 3-5 мм больше уровня заполнения припоем дефектного места.In addition, as a solder using composite solder VPR 11-40N. In this case, the surface cleaning of the part from the heat-resistant coating is carried out around the defective place along the stripping strip having a width of 5-6 mm, and the height of the applied layer of solder is chosen 3-5 mm higher than the level of filling of the defective place with solder.
Современные жаростойкие покрытия типа алюмосилицирования, содержащие в своем составе интерметаллид Ni3 (Al, Ti) -γ-фазу, силицид Ni3Si, являются труднообрабатываемыми материалами, и их сложно удалять с поверхности деталей. Абразивная обработка плоских длинномерных деталей типа створок сопла деформирует детали. Поэтому зачистка такой труднообрабатываемой поверхности детали на прилегающем к дефектному месту локальном участке поверхности детали не только сокращает операционное время, но и снижает вероятность деформационного повреждения, а также снижает и себестоимость осуществляемой операции.Modern heat-resistant coatings of the type of aluminosilicon, containing Ni 3 (Al, Ti) -γ phase intermetallic compound, Ni 3 Si silicide, are difficult to process materials and it is difficult to remove them from the surface of parts. The abrasive treatment of flat long parts such as nozzle flaps deforms the parts. Therefore, the cleaning of such a hard-to-work surface of a part at a local part of the surface of the part adjacent to the defective place not only reduces the operating time, but also reduces the likelihood of deformation damage, and also reduces the cost of the operation.
Техническим результатом заявленного способа является повышение качества ремонта деталей, а также снижение его трудоемкости и получение качественного паяного соединения с зазорами более 1,5 мм.The technical result of the claimed method is to improve the quality of repair of parts, as well as reducing its complexity and obtaining high-quality solder joints with gaps of more than 1.5 mm.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе ремонта дефектов деталей из сплавов с жаростойким покрытием, включающем разделку дефектного места и зачистку поверхности детали от жаростойкого покрытия, зачистку поверхности детали от жаростойкого покрытия осуществляют на прилегающем к дефектному месту локальном участке поверхности детали, после чего осуществляют заполнение припоем дефектного места и пайку детали в вакууме, причем для обеспечения подпитки дефектного места расплавом припоя при пайке в вакууме наносят слой припоя на зачищенный локальный участок поверхности детали, при этом высоту наносимого слоя выбирают выше уровня заполнения припоем дефектного места.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of repairing defects of parts made of alloys with a heat-resistant coating, including cutting the defective place and cleaning the surface of the part from the heat-resistant coating, cleaning the surface of the part from the heat-resistant coating is carried out on the local surface area of the part adjacent to the defective place, and then carry out filling the defective spot with solder and soldering the part in vacuum, moreover, to ensure that the defective spot is replenished with molten solder during vacuum soldering, it is applied with second solder on the stripped portion of the local workpiece surface, wherein the height of the applied layer is selected above the level of filling solder defect site.
При этом зачистку поверхности детали от жаростойкого покрытия осуществляют вокруг дефектного места по полосе зачистки, имеющей ширину 5-6 мм, а в качестве припоя используют, например, композиционный припой ВПр11-40Н. В то же время высоту наносимого слоя припоя выбирают на 3-5 мм больше уровня заполнения припоем дефектного места.In this case, the surface cleaning of the part from the heat-resistant coating is carried out around the defective place along the strip of stripping, having a width of 5-6 mm, and as a solder using, for example, composite solder VPr11-40N. At the same time, the height of the applied layer of solder is chosen 3-5 mm higher than the level of filling of the defective place with solder.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
фиг.1 - ремонтируемая деталь с разделанным дефектным местом, зачищенным от жаростойкого покрытия участком поверхности h и прихваченной к детали сеткой;figure 1 - the repaired part with a defective place cut off, cleaned from the heat-resistant coating by a portion of the surface h and the mesh gripped to the part;
фиг.2 - размещение композиционного припоя ВПр11-40Н на детали с разделанной раковиной;figure 2 - placement of composite solder VPR11-40N on the part with the cut shell;
фиг.3 - размещение композиционного припоя на детали с разделанной трещиной;figure 3 - placement of composite solder on the details with a split crack;
фиг.4 - сечение по А-А дефектного места, заполненного композиционным припоем.4 is a section along aa defective place filled with composite solder.
На фигурах 1-4 позициями обозначены: 1 - ремонтируемая деталь, 2 - разделанное дефектное место, 3 - зачищенный участок поверхности, 4 - сетка, 5 и 6 - композиционный припой в разделанном дефектном месте и на зачищенном участке.In figures 1-4, the positions indicated: 1 - the part to be repaired, 2 - the broken defective place, 3 - the cleaned surface area, 4 - the mesh, 5 and 6 - composite solder in the broken defective place and the cleaned area.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Очищают ремонтируемые поверхности изношенных деталей 1 двигателя от нагара и окисных пленок, не трогая жаростойкого покрытия. После чего снимают напряжения в деталях, проводя их термовакуумную обработку. Затем механическим способом разделывают дефектное место 2 и зачищают участок 3 поверхности детали 1 под пайку только лишь на прилегающем к дефектному месту локальном участке поверхности детали по полосе зачистки, имеющей ширину h, например, равную 5-6 мм. С обратной стороны детали в месте зазора под пайку, если он сквозной, прихватывают сетку 4 из жаропрочного материала с ячейками, например, 0,4 мм. После этого композиционным припоем ВПр11-40Н (поз.5) заполняют заподлицо разделанное дефектное место, а по зачищенному участку наносят припой слоем 6 в виде подковы высотой засыпки, превышающей уровень заполнения припоем дефектного места, и расстоянием между концами засыпки: (В=5-12 мм - для раковин) и (в=3-5 мм для трещин). Осуществляют визуальный контроль. Термообработку и пайку проводят в вакуумных печах «Улвак».They clean the repaired surfaces of
При температуре 1060-1080°С в первую очередь расплавляется находящийся в разделанном дефектном месте 2 припой 5 с формированием небольшой утяжки по плоскости. При расплаве припоя из дефектного места в разрыв между концами подковообразного слоя засыпки вытекает излишек шлаковой массы. Затем при температурах 1100-1120°С подковообразный слой 6 припоя на зачищенном участке плавится и, растекаясь, подпитывает собой расплав припоя в месте дефекта. В результате этого паяный шов уплотняется. Замедление плавления слоя припоя на зачищенном участке объясняется тем, что в него проникает парогазовая фаза Al и Ti жаростойкого покрытия с соседнего незачищенного участка поверхности детали.At a temperature of 1060-1080 ° C, the
После завершения процесса пайки исследуют микроструктуру основного материала ремонтируемой детали и проводят рентгеновский контроль.After the soldering process is completed, the microstructure of the main material of the part being repaired is examined and X-ray inspection is performed.
По данному способу исправляли эксплуатационные дефекты на створках регулируемого сопла двигателя, имеющие разделанные в указанных размерах трещины и раковины.This method corrected operational defects on the valves of an adjustable engine nozzle having cracks and shells cut in the indicated sizes.
Упомянутые створки изготовлены из сплава ВЖЛ12У. Они имеют в качестве жаростойкого покрытия алюмосилицирование до 60 мкм. Для снятия напряжений на створках сопла перед подготовкой под пайку проводили термовакуумную обработку при температуре 1080°С и времени выдержки 240 минут.The said flaps are made of VZHL12U alloy. They have aluminosiliconation up to 60 microns as a heat-resistant coating. To relieve stress on the nozzle flaps, a thermal vacuum treatment was carried out at a temperature of 1080 ° C and a holding time of 240 minutes before preparation for soldering.
Проводили металлографические исследования влияния термовакуумной обработки на структуру сплава ВЖЛ12У. Структура створки сопла после термовакуумной обработки оставалась без изменений.Metallographic studies of the effect of thermal vacuum treatment on the structure of the VZhL12U alloy were carried out. The nozzle leaf structure after thermal vacuum treatment remained unchanged.
Пайку производили в печах «Улвак» при следующих режимах. Температура пайки: 1100°С+20°С, время пайки: 15 минут, вакуум: 5×10-5 мм рт.ст. Металлографические исследования запаянного шва не обнаружили в нем дефектов.Soldering was carried out in Ulvak furnaces under the following conditions. Soldering temperature: 1100 ° С + 20 ° С, soldering time: 15 minutes, vacuum: 5 × 10 -5 mm Hg Metallographic examinations of the sealed seam did not reveal any defects in it.
Исследование микроструктуры основного материала ВЖЛ12У створки сопла в различных состояниях: исходном, после пайки, а также после длительной работы на двигателе не выявило изменений в его структуре.The study of the microstructure of the main material VZHL12U of the nozzle leaf in various states: initial, after soldering, and also after long-term operation on the engine did not reveal changes in its structure.
Радиографические исследования подтвердили достаточную плотность запаянного шва. Длительные испытания на двигателе отремонтированных створок сопла показали достаточную их надежность.Radiographic studies have confirmed the sufficient density of the sealed seam. Long-term tests on the engine of the repaired nozzle flaps showed their sufficient reliability.
Таким образом, предлагаемый способ ремонта дефектов деталей газотурбинных двигателей снижает вероятность их деформаций, обеспечивает качественное соединение, что в конечном итоге положительно влияет на прочность и ресурс изделия. Одновременно снижается трудоемкость и стоимость ремонта детали за счет частичной зачистки ее поверхности от жаростойкого покрытия на прилегающем к дефектному месту локальном участке поверхности детали.Thus, the proposed method for repairing defects in parts of gas turbine engines reduces the likelihood of their deformation, provides high-quality connection, which ultimately positively affects the strength and resource of the product. At the same time, the laboriousness and the cost of repairing the part are reduced due to the partial cleaning of its surface from the heat-resistant coating on the local part of the part surface adjacent to the defective place.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109299/02A RU2344915C2 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Method for repair of components from alloys with heat resistant coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007109299/02A RU2344915C2 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Method for repair of components from alloys with heat resistant coating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007109299A RU2007109299A (en) | 2008-09-20 |
RU2344915C2 true RU2344915C2 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=39867660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007109299/02A RU2344915C2 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Method for repair of components from alloys with heat resistant coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2344915C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740673C1 (en) * | 2017-05-26 | 2021-01-19 | Сименс Энерджи, Инк. | Turbomachine component repair by soldering |
-
2007
- 2007-03-14 RU RU2007109299/02A patent/RU2344915C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740673C1 (en) * | 2017-05-26 | 2021-01-19 | Сименс Энерджи, Инк. | Turbomachine component repair by soldering |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007109299A (en) | 2008-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5806751A (en) | Method of repairing metallic alloy articles, such as gas turbine engine components | |
CN101987385B (en) | Brazing process and material for repairing a component | |
US4098450A (en) | Superalloy article cleaning and repair method | |
US7051435B1 (en) | Process for repairing turbine components | |
Pang et al. | Intermetallic growth studies on Sn-Ag-Cu lead-free solder joints | |
US8042723B2 (en) | Method of repair | |
EP3218130B1 (en) | Method for repairing a part for a turbomachine | |
EP1559868A2 (en) | Method of restoring dimensions of an airfoil and preform for performing same | |
JPH04500983A (en) | High temperature metal alloy mixture for filling holes and repairing damage in superalloy bodies | |
RU2572948C2 (en) | Composite powder for combination or surfacing by diffusion brazing of components from superalloys | |
JP2001115857A (en) | Repair of recess in article surface | |
JP2009285664A5 (en) | ||
US9782862B2 (en) | Component repair using brazed surface textured superalloy foil | |
MXPA06002698A (en) | Method for repairing parts composed of superalloys. | |
KR20160145135A (en) | Structural braze for superalloy material | |
JP2014534079A (en) | Method of joining or repairing superalloy structures using resistance brazing of convex parts and corresponding superalloy components | |
US9272350B2 (en) | Method for resistance braze repair | |
RU2344915C2 (en) | Method for repair of components from alloys with heat resistant coating | |
RU2281845C1 (en) | Method for restoring surface-flaw zones of parts of gas turbine engines | |
KR100787929B1 (en) | Method of low temperature joining between ti-cu dissimilar metals using amorphous filler material | |
US20090286102A1 (en) | Induced capillary action brazing using metallic foam matrix | |
JP2022527776A (en) | Tip repair of turbine components using composite tip boron-based pre-sintered preforms | |
CN111872628A (en) | Method of repairing superalloy components using phase coalescence | |
JPH04501538A (en) | How to repair damage to super heat-resistant alloys | |
RU2419526C1 (en) | Method of repairing surface defects of gas turbine blade body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170116 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190731 |