蜂窝封严结构真空钎焊

FT8燃气轮机的动力涡轮部分大量采用了蜂窝封严结构,蜂窝结构钎焊技术是一项高难度的新技术,给加工提出了许多新课题,如蜂窝夹芯与基体的定位装配、钎料的预置、钎料量的控制、钎焊工艺和设备、钎焊质量的检查等。

1.钎料状态和预置:预置钎料是真空钎焊的重要工序之一,也是影响钎焊质量的主要因素。FT8蜂窝结构真空炉钎焊,选用的是AMS4777镍基钎料,该钎料有粉状、膏状、箱状和胶带状,钎料的预置方法取决于蜂窝封严结构,同时又与钎料状态、蜂窝夹芯与基体的定位方法有关。

采用粉状或膏状钎料对蜂窝结构进行钎焊时,先将钎料调成膏状,均匀地预置于待钎焊的基体上,再将蜂窝夹芯用夹具定位装配上进行钎焊。缺点是钎料预置量和均匀性难以控制,特别是大面积钎焊必须采用钎焊夹具。粉状钎料的另一种预置方法是:用储能焊机将蜂窝夹芯与基体定位装配好将定位后的封严组件固定在转动机构上让其转动,用送粉机将钎料均匀地撒入蜂格内,喷粘结剂将钎料固定。经过试验发现,这种方法钎焊质量非常理想,但它只适用于内环蜂窝结构或平面蜂窝结构,对于外环蜂窝结构和多个蜂窝结构较难采用。

蜂窝封严结构采用箱状钎料时,预置方法有两种:一种是先将箔状钎料用储能焊机定位在基体上,然后将蜂窝夹芯装配上,再用夹具固定。另一种是直接将钎料预置干蜂窝夹芯与基体之间,用夹具固定。与粉状或膏状钎料相比,使用箔状钎料时,预置量容易控制,方法简单,但由于只能用夹具固定,对于FT8这种大型复杂的封严组件,很难保证钎焊质量,因此箔状钎料只适用于零件比较简单的扇形段或单个蜂窝结构的单件或小批量的生产。

胶带状钎料是将粉状钎料和粘结剂混合在一起经过加工形成的厚薄均匀的一种钎料,它的预置方法有两种一种是类似箔状钎料的预置,然后用夹具固定。另一种是将钎料挤压入蜂格内然后用储能焊机将预置了钎料的蜂窝夹芯定位在基体上,直接入炉钎焊,这种预置方法的优点是钎料预置均匀,适用于各种结构的封严组件,易保证钎焊质量。缺点是挤压钎料比较困难,特别是对于小蜂格尺寸的蜂窝结构。

2.蜂窝夹芯与基体的定位

蜂窝夹芯与基体的定位装配也是真空钎焊的重要工序之一。试验发现,夹具定位有一定的局限性,它只适用于简单的、便于设计工装的蜂窝结构,而且钎焊质量不易保证,储能焊定位则适用干各种蜂窝结构,钎焊质量易保证,且装、出炉方便。

由于夹具定位的局限性及不可靠,因此采用储能焊对蜂窝夹芯与基体进行定位装配比较合适。

FT8蜂窝结构炉中钎焊,采用储能焊定位,必须解决两个问题:1)焊点牢固到何种程度。反复试验发现,焊点只要手稍用力拉不掉就能达到要求了。2)定位焊点如何分布。因为定位焊点分布若不合理,就会在钎焊过程中,有些部位因受热变形等原因使基体与蜂窝夹芯拉开,造成钎焊间隙过大而钎焊不上。为了避免发生这种现象,可采取边缘定位焊点分布密一些,中间定位焊点少些的方法。

采用储能焊定位有许多优点:钎焊质量容易保证,适用于任何形状结构的蜂窝结构钎焊装、出炉非常方便。很少出现夹具定位时那种某些部位,特别是中间蜂格在钎焊过程中基体与蜂窝夹芯被拉开而钎焊不上的现象,因而返修率比夹具定位低得多而且定位精度高。缺点是蜂窝夹芯与电极接触处的烧损深度大。

钎焊工艺及设备:

蜂窝密封组件真空钎焊程序与一般接头钎焊程序差不多,即配套打磨、清洗、烘十、预置钎料、装配、基体与蜂窝夹芯的储能焊定位、烘干、入炉钎焊、出炉、质量检查等。

FT8蜂窝密封组件炉中钎焊,设计选用AMS4777镍基钎料,钎焊工艺按PWA10钎焊技术说明书进行。由于蜂窝结构不同于一般性接头,因此钎焊工艺参数有所不同。经反复试验,认为钎焊温度910~950℃,在1030~1050℃保温5~10min比较合适。

设备对钎焊质量影响很大,特别是设备的炉温均匀性和真空度。炉温均匀性应达到±10℃,炉体的漏气应小于每小时60微米3,真空度在升温和保温过程中,应保持在5*104托以上,这样才能满足保证PWA-10、VIS-144等有关钎焊质量标准。

设备选择:SIMUWU公司生产的RHVB系列真空钎焊炉是进行工模具真空热处理工艺的优质产品,良好的温控精度和温控均匀性确保了真空钎焊过程的有效进行。SIMUWU公司专注于真空炉的制造,拥有十多年的相关经验,在真空炉制造领域具有良好的口碑。产品线包括真空气淬炉,真空油淬炉,真空钎焊炉等,广销各发达国家与发展中国家。

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