[发明专利]一种航空发动机外混合器密集裂纹的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空发动机外混合器密集裂纹的修复方法，属于航空发动机维修领域。

背景技术

航空发动机外混合器是燃烧室中的重要热端部件之一，某型航空发动机外混合器由Cr含量高、弥散强化型镍基高温合金GH4648制成。由于长时间在瞬态升温、降温交替的环境中工作，造成热疲劳等损伤，产生大量密集裂纹而报废，报废率达30%。外混合器在高温环境下长期使用后，材料内部析出了大量尺寸较大的第二相，导致在氩弧焊接时极易产生裂纹，因此目前国内外尚不能用氩弧焊对GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤进行修复。

200910219970.X公开了 “一种镍基变形高温合金环形机加火焰筒激光焊接修理方法”，火焰筒的材料为GH4648。该方法对于轻微烧蚀和裂纹，采用先开坡口然后激光熔覆修复的方式；对于严重烧蚀部位，采用激光焊接工艺进行原位切割、原位焊接的方式。该方法在激光熔覆和激光焊接的快速凝固过程中，火焰筒将形成淬冷层，组织内部存在较大应力。由于火焰筒经过长期使用后组织内部存在大量尺寸较大的第二相，这一应力将诱发微裂纹从析出物与基体的界面上萌生、扩展。另外，该专利使用的合金填料为IMR-03，该合金的成分与GH4648差别较大，尤其是Cr含量较低，比GH4648低36%。两种材料的膨胀率、抗热腐蚀能力、力学性能不同。

发明内容

本发明提供一种GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤的修复方法。采用增加固溶热处理方法，调整GH4648材料状态，改变材料中第二相的大小、形貌和分布，从而达到提高材料焊接性能的目的；同时，采用与外混合器材料相同的焊丝焊接，控制热输入量，减少焊接变形，解决GH4648外混合器在修复过程中产生焊接裂纹的问题。

本发明提供的GH4648材料制成的航空发动机外混合器的裂纹损伤的修复方法，包括如下步骤：

（1）    固溶处理，固溶处理工艺参数为：990～1010℃，保温50～70min，充氩气冷至80℃以下出炉；

（2）    去除裂纹，采用机械打磨法去除裂纹；

（3）    手工氩弧焊，焊接工艺参数为：电流为60~100A，焊丝为直径1.0 mm的GH4648；

（4）    焊后修型，采用机械法打磨修型；

（5）    时效处理，时效处理工艺参数为：590～610℃，保温9～11h，随炉冷却；

本发明的优点是通过增加热处理有效改善外混合器的焊接性能，大大提高了外混合器密集裂纹的修理能力，可应用于弥散强化型镍基高温合金航空发动机外混合器的修理。单个混合器的修理裂纹条数达到200条以上，修理的合格率达到95%以上，且使用普通的氩弧焊接设备，故修理成本较低。

具体实例

GH4648材料制成的某型航空发动机外混合器的裂纹修复方法包括如下步骤： 

（1）采用干吹砂去除残留涂层，工艺参数为：压力（0.4~0.6）Mpa，砂粒为80~120目的白刚玉砂； 

（2）对其进行固溶热处理，工艺参数：在零件在室温条件下入炉，在50 min内升温至800℃，保温10 min；然后在30 min内升温至1000 ℃，保温60 min后；保温结束后充0.15 ~0.2MPa氩气气冷至80℃以下出炉；

（3）采用机械打磨法去除裂纹，工艺参数：对小裂纹，开U型坡口，宽深比为1.5~3，对于穿透性裂纹，需在外混合器的正反面进行打磨；

（4）手工氩弧焊，对细小裂纹采用的焊接参数为：电流65 A，焊丝为直径1.0 mm的GH4648，氩气流量12~15L/min，背面保护氩气流量8~10L/min；对粗裂纹采用的焊接参数为：电流85 A，焊丝为直径1.0 mm的GH4648，氩气流量12~15L/min，背面保护氩气流量8~10L/min； 

（5）机械法打磨修型；

（6）时效热处理的温度为600℃，保温10.5h，随炉冷却。