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探討葉片釬焊的技術

2018-07-05

 

由于鑄造技術所限,葉片鑄造后會在葉尖及葉根處存在工藝通道,因此該葉片最終由葉身、蓋板(兩塊)、堵頭(兩個)釬焊而成。
兩個蓋板分別插人鑄在葉片頂部內腔壁面的小凸臺的下部,這4個凸臺形成固定蓋板的鑲嵌式結構;兩個堵頭通過樺頭底部1、4兩個矩形孔送人內腔裝配,堵住為滿足鑄造要求而開設的兩個工藝孔。
該葉片為氣膜冷卻葉片,
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釬焊前在葉身上分布了6排冷卻氣膜孔,在葉片排氣邊的盆面開了16個矩形排氣縫,共計近10個小孔。
1葉片釬焊的技術難點及解決措施(1)由于DZ125(L)合金中,AI、Ti含量高,其氧化物非常穩定,釬焊性能很差,若釬焊前的清理進行不徹底的話,將嚴重影響焊接質量,故要求釬焊前對葉片進行仔細打磨。
但葉片內腔窄小,打磨時干涉工具的進人,通過試驗選擇了一種合適的專用打磨工具,同時細化打磨要求,從而解決了這一難題。
(2)由于葉片鑄造本身存在的偏差,使蓋板與葉片型腔面不符,裝配時需要手工修磨蓋板,從而造成釬焊間隙成為非均勻大間隙,遠遠不能滿足釬焊工藝的要求,同時因葉片結構所限,又無法對大間隙處填塞補償片,使得釬焊間隙的不合格在裝配時無法消除。
為保證釬焊質量,試驗采用預填高溫合金粉的方法進行消除,從而保證了釬焊質量。
在兩個工藝孔安裝堵頭而釬焊時,其釬焊間隙超大的情況與蓋板相類似,也無法要求以零件鑄造質量的提高來保證釬焊間隙,故只能靠釬焊工藝來保證。
經過試驗,通過在釬料中添加一定比例的高溫合金粉解決了這個問題。
同時,在葉片堵頭裝配后,增加一道X光檢驗工序,保證了堵頭裝配的可靠性。
(4)葉身上密布了許多幣0.
3一0,4的氣膜孔,由于葉尖與葉跟處的這些小孔緊鄰釬縫,釬焊時極易將其堵塞。
影響堵孔的因素較多,如蓋板與葉片型面、堵頭與工藝孔配合間隙過大;高溫停留時間過長等,而這些因素又無法消除,只能靠釬焊工藝解決。
通過多次試驗,增加了一道涂阻流劑工序,基本上可以解決堵孔問題。
(5)釬料的選擇:原工藝選擇的釬料為HB-Ni68WCrBsi。
該釬料具有良好的室溫和高溫性能,具有優良的抗氧化性和耐腐蝕性,能填充較寬的間隙,且釬料的重熔溫度高,釬焊后固溶處理時釬料熔化可能性極小。
這些優點使得該釬料成為葉片釬焊的首選。
但釬焊后總會有20一50的葉片在葉身端面上有程度不一的溶蝕現象。
為了減輕溶蝕,先后試驗過三種Ni基高溫釬料,均無法解決這個問題。
為弄清楚產生此現象的原因,我們研究了葉片的加工過程,發現在葉片磨加工前進行了在錫秘合金中精密定位和填蠟的工序。
由于葉片內腔的結構復雜,雖有清除工序,但難以徹底去除,這樣釬焊時這些低熔點元素熔化擴散到釬料中去形成低熔共晶,由于其流動性好,極易流到葉身端面,嚴重地腐蝕鎳基葉片端面。
為解決溶蝕問題,最終選擇Co45NICr場舊釬料進行渦輪工作葉片的釬焊。
蓋板應打磨到合適尺寸。
(2)清洗將打磨及修配后的葉片及蓋板使用專用清洗程序進行清洗。
應注意溶液的干凈程度,臟了要及時更換,尤其要注意溶液內是否有從葉片內清洗出來的異常物質,一旦出現異常情況應采取措施。
(3)裝堵頭用專用工具將經丙酮清洗且干燥后的堵頭從葉片樣頭1、4兩個矩形孔處伸人葉片內腔工藝孔處,按照要求的比例將高溫合金粉和釬料混合均勻,調和成膏狀,注射適量到工藝孔,注射后應將葉片樺頭朝上放置,待釬料干燥后,刮去殘留在矩形孔處及其他非釬焊區域的釬料。
(4)X光檢查對葉片進行X光檢查,以檢查堵頭裝配情況,并確定葉身內是否有多余釬料。
(5)裝配蓋板將清洗干凈的蓋板插人到葉片內腔凸臺內,并要插到底,以免形成進氣或排氣邊處的空穴,然后用儲能點焊定位,防止蓋板移動。
(6)涂注釬料將高溫合金粉調和成膏狀涂注到接縫處,干燥后使用專用工具修整刮去多余高溫合金粉,修整時應注意控制間隙內合金粉的量。
將膏狀釬料涂注到接縫處,干燥后修整刮去多余釬料。
(7)涂阻流劑將白色阻流劑涂抹在葉片上,以保證氣膜孔不被堵塞,涂抹時應注意一定要將阻流劑填塞滿孔內,尤其是排氣邊的孔,必要時可借助細針的幫助。
(8)裝爐料筐內陶瓷板用毛刷仔細清理。
將葉片棒頭朝上放在筐內陶瓷板上,這樣釬焊的堵頭不可能移位,蓋板用儲能點焊定位后,再加上有4個凸臺固定也限制了其移動,同時還可減少蓋板處的釬料流到氣膜孔的可能。
(9)真空釬焊參考釬料的性能、母材的熱處理制度、零件及設備的實際狀況等主要幾方面因素影響,確定出合理的真空釬焊工藝參數進行葉片釬焊。

 

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