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感应钎焊应用实例分析

【摘要】:PW4000航空发动机的4号轴承润滑油压力管材质为不锈钢,接头进行感应钎焊。航空发动机管件钎焊修复的工艺过程包括管路表面的清理、钎剂与钎料的预置、钎焊定位、感应钎焊、焊后处理。

飞机制造与维修过程中,有大量系统导管需要进行连接,特别是航空发动机管件通常采用感应钎焊的方法进行连接。

PW4000航空发动机的4号轴承润滑油压力管材质为不锈钢,接头进行感应钎焊。所用钎料为AMS 4772银钎料54Ag-40Cu-5.0Zn-1.0Ni(质量分数,%),形状为丝状,其直径为0.4mm。感应加热器型号为SP-25A,温度测定采用红外测温仪,其精度为0.5℃,可测量温度范围为400~1200℃,测温点选择在导管接头部位,通过采集钎焊管件表面加热温度的信号来对加热参数进行控制。

航空发动机管件钎焊修复的工艺过程包括管路表面的清理、钎剂与钎料的预置、钎焊定位、感应钎焊、焊后处理。

1.发动机管路表面清理工艺

钎焊工艺对焊件表面清洁度要求非常严格,清洁度不仅影响接头的外观质量,还影响焊件对钎料的吸附,直接影响钎焊质量。为此,在装配前必须清理待钎焊部位表面上的污物、砂粒、滑油、油脂或其他有害材料。发动机管路零件感应钎焊的预处理包括酸碱电化学清洗残留钎料和表面喷砂清除氧化皮。

2.钎剂和钎料的预置与发动机管路与待钎接头的定位

预置钎剂和钎料是感应钎焊的重要工序之一,首先将AMS 3411钎剂均匀涂敷到钎焊部位及相邻的高温区域,然后将AMS 4772钎料加工成环状,放置方式如图3-2-12所示。

管路接头的安装、定位和间隙控制对感应钎焊接头质量的影响很大,接头安装形式如图3-2-13所示,使零件在钎焊时处于正确的位置,从而实现钎焊间隙的装配。

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图3-2-12 钎料环放置方式示意图

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图3-2-13 钎焊管路接头的安装形式

3.发动机管路感应钎焊工艺

接头的装配间隙是影响钎焊质量和接头强度的主要因素,本修复工艺中间隙为0.05mm±0.01mm。为获得优良的钎缝组织,且不损伤母材,应选用适当的升温速度将钎焊接头部位局部加热至840℃±5℃,保温60s,然后继续加热至940℃±5℃,保温30s,实现钎焊连接,然后以不高于19℃/min的冷却速度将管路零件钎焊部位冷却至室温,以防止钎缝出现裂纹和其他缺陷。

4.发动机管路钎焊焊后处理的工艺

由于钎焊过程中所采用的钎剂中含有氟化物,焊后如有残留将影响钎焊接头的质量,所以采用如下工艺去除残留氟离子:将零件接头完全浸泡在66~93℃的热水中,水煮至少5min,然后快速干燥。经感应钎焊的航空发动机管接头如图3-2-14所示。