[发明专利]一种定向合金叶片修理用焊材、制备方法及熔焊修理方法

说明书

本发明公开所属于焊接修理工艺的一种定向合金叶片修理用焊材、制备方法及熔焊修理方法，添加一定量的Cr、W和Mo等元素，用以获得较好的固溶强化效果和改善抗氧化性；添加一定量的Al、Ti和Ta等元素，用以形成一定含量的沉淀强化相（g¢相），并且提高合金高温抗氧化性能；零件的修理工艺路线为：去除涂层—荧光检查—打磨缺陷—焊接修理—荧光检查—真空热处理—机械加工—喷涂涂层—真空热扩散—表面质量检查。本发明通过表面涂层去除、缺陷去除、焊接修复、热处理、机械加工、喷涂及质量检查等工艺过程，成功实现了零件缺陷的修理，修复后零件的冶金性能及尺寸精度满足发动机使用要求。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种定向合金叶片修理用焊材、制备方法及熔焊修理方法。

背景技术

航空发动机高压涡轮工作叶片为铸造的空心气冷叶片，叶片内部有冷却气流道，材料为定向凝固高温合金DZ125，表面涂覆有抗高温氧化、抗腐蚀的NiCrAlYSi金属涂层；零件在使用过程中承受复杂的应力和温度作用，还有高温腐蚀性燃气冲刷，经常在叶尖位置产生垂直于叶片主应力方向的裂纹等缺陷，如图1所示，无法再次使用，该故障率达到90％以上，大批量的更换新叶片为生产带来极大压力，也严重影响了发动机的使用寿命和更换周期。

为了延长零件的寿命，降低更换新品的成本及制造周期，需要对该零件进行焊接修理，保证修理后材料的性能满足使用要求。

发明内容

为解决上述技术问题，提出了一种定向合金叶片修理用焊材、制备方法及熔焊修理方法，具体技术方案如下：

一种定向合金叶片修理用焊材，焊材为镍基体系，其焊材a的化学成分为Co：3.0％～13.0％，Cr:4.0％～15.0％，W:3.0％～6.0％，Mo:1.0％～2.0％，Ti:0.5％～2.5％，Al:2.0％～5.0％,Ta:1.8％～6.1％，Ni为余量。

所述的一种定向合金叶片修理用焊材的制备方法包括如下步骤：

步骤一：采用真空感应炉熔炼并浇注成直径为50mm的合金棒；

步骤二：采用线切割的方法将合金棒加工成直径为1mm的焊丝；

步骤三：采用机械加工的方法打磨掉焊丝表面的氧化皮，呈金属光泽；

步骤四：焊丝外观检查，标准为焊丝表面100％去除氧化皮，呈金属光泽，无裂纹、起皮、起刺、斑疤和夹杂，局部能够有轻微的划伤、擦伤、斑点和凹坑。

采用所述的定向合金叶片修理用焊材的熔焊修理方法，

步骤一：去除涂层

采用酸洗的方法去除叶片表面的涂层，酸洗槽液配方为硝酸+MRA-CS；

步骤二：荧光检查

对叶片进行荧光检查，对裂纹位置进行标记；

步骤三：打磨缺陷

1)打磨前用高温压敏胶布对叶身、盖板处的小孔进行封堵，防止打磨废屑进入零件内部；

2)采用风钻及钻头沿裂纹走向打磨，直至裂纹去除干净,并将待焊接裂纹表面打磨成大于120°的坡口；打磨后采用5～10倍放大镜对打磨处检查裂纹是否去除干净；裂纹完全去除后进行下一步焊接，仍存在裂纹继续打磨及检查，直至裂纹完全去除；

3)打磨后用压缩空气吹净零件后，并去除高温压敏胶布，用洁净绢布蘸无水乙醇擦净待补焊部位，自然晾干；

步骤四：焊接修理

1)将零件安装至专用焊接夹具中；