[发明专利]一种减少GH3536蜂窝与GH4738环件组合件溶蚀的真空钎焊工艺

说明书

本发明公开了一种减少GH3536蜂窝与GH4738环件组合件溶蚀的真空钎焊工艺，属于镍基高温合金的焊接技术领域。包括以下步骤：去除待焊接表面的氧化皮、油污及其他杂质；对蜂窝和环件组合件进行装配和定位；预置钎料，其中钎料熔点为985‑995℃，硼含量不高于2.5wt.％，且用量控制在填满焊缝所需用量的2倍左右；真空钎焊处理，其中钎焊温度为1030‑1040℃，保温时间为6‑10min。本发明通过优化钎焊保温温度和保温时间，严格控制钎料中硼元素含量以及钎料用量，在减少母材合金溶蚀方面具有意想不到的效果，进而提高了蜂窝的结构强度。经本发明工艺处理后，730℃条件下钎焊接头抗拉强度约为290MPa，完全满足技术条件要求。

技术领域

本发明属于镍基高温合金的焊接技术领域，具体涉及一种减少GH3536蜂窝与GH4738环件组合件溶蚀的真空钎焊工艺。

背景技术

高温合金又被称为“超合金”，是随着航空工业而发展起来的一种具有优异高温力学性能、抗氧化性及组织稳定性的金属材料。在先进航空发动机研制中，高温合金用量已占到发动机总重量的40％-60％。镍基高温合金以镍为基体，其综合性能优良，且成本相对较低，逐渐成为推动发动机技术进步的关键材料。

随着镍基高温合金在航空发动机上的不断推广，相关的加工技术，尤其是焊接技术备受关注。GH3536合金是一种固溶强化型镍基高温合金，具有热强性高、冷热加工成形性好的优点。通过激光点焊工艺加工而成的GH3536蜂窝结构在航空发动机上被广泛使用。GH4738是一种γ′相析出强化型镍基高温合金，其加工塑性良好，组织性能稳定，适用于制作涡轮盘、导叶内环等大尺寸锻造环件。在某型号航空发动机生产时，为提高导叶内环密封效果需将GH3536蜂窝结构与GH4738环件通过焊接的方式连接。针对薄壁、小尺寸的蜂窝结构，传统的熔焊、扩散焊等方法适用性不佳；而真空钎焊焊接温度低、焊后应力小，拥有极大的技术优势，是理想的焊接方法。

真空钎焊保温过程中，合金母材向钎料溶解易形成凹坑等溶蚀缺陷，对薄板结构而言甚至可能产生穿孔。专利(公开号：CN105014173A)提出了一种可减少溶蚀的铝合金真空钎焊方法，通过控制低温预热、中温预热等工艺流程，减少了溶蚀现象的产生，提高了焊缝质量。但该方法使用铝硅系等熔点较低的钎料，针对的是铝合金的焊接，并不适用于镍基高温合金。

采用现有的钎焊工艺连接GH3536蜂窝和GH4738环件时，液态钎料对蜂窝脚溶蚀剧烈，降低了蜂窝的结构强度，严重阻碍了真空钎焊合金组件的发展和应用。因此，研究出一种合适的减少GH3536蜂窝与GH4738环件组合件溶蚀的真空钎焊工艺显得尤为必要。

发明内容

本发明提出了一种减少GH3536蜂窝与GH4738环件组合件溶蚀的真空钎焊工艺，该方法通过控制真空钎焊过程中的保温温度和保温时间，优化钎料成分及用量，在保证接头强度的同时大幅度减少了钎焊后合金组合件的溶蚀。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种减少GH3536蜂窝与GH4738环件组合件溶蚀的真空钎焊工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：采用线切割的方法将GH3536蜂窝加工成所需尺寸；依次采用400#、800#和1200#砂纸打磨GH3536蜂窝和GH4738环件的待焊接面，去除母材合金表面氧化皮并得到光滑表面；用丙酮擦拭母材表面，去除油污及其他杂质；

步骤2：采用枪式电极将GH3536蜂窝定位到GH4738环件上，完成装配和定位；

步骤3：将配置好的膏状钎料均匀涂覆至蜂窝与GH4738环件之间，并在二者结合面周围涂抹阻流剂以阻挡钎焊过程中钎料流淌；所述钎料为镍基钎料，熔点为985-995℃，硼含量不得高于2.5wt.％；钎料用量应控制在填满焊缝所需用量的2倍左右；