[发明专利]航空发动机叶片焊缝内部缺陷的修复方法

说明书

为了高质量修复航空发动机叶片原焊缝内部未焊透、气孔和裂纹缺陷，本发明提出了一种航空发动机叶片焊缝内部缺陷的修复方法，首先，采用导向叶片制造时的低热输入钎焊修复工艺，同时在焊接中将超声探头插入到焊缝内部，实现超声探头对焊接修复区的直接作用，加速窄焊缝内气体排出。其次，在去除原钎焊缝未焊透和裂纹缺陷后，将所形成的加工槽设计为船底状槽而非直角长方形槽，这主要是因为在长方形底部由于直角效应不利于焊缝气体排出，容易出现气孔缺陷。船底状加工槽的底部圆角避免了直角集中效应，便于焊缝底部气体沿圆弧面排出。综合以上两种措施，本发明可实现对航空发动机导向叶片复杂缺陷的高质量修复。

技术领域

本发明涉及航空发动机维修技术领域，具体涉及一种发动机导向叶片焊缝内部裂纹、未焊透及气孔缺陷的修复方法。

背景技术

某型航空发动机导向叶片由空腔形模锻件和型材两部分组成，通过火焰钎焊实现两者连接。在发动机服役过程中，高速高压气体从模锻件空腔内流过，对钎焊缝冲刷造成钎料缺失，进而导致钎焊缝出现未焊透和气孔缺陷。此外，导向叶片对空气起到导流作用，受大气气流冲刷及振动应力影响，会出现裂纹缺陷，此类缺陷会严重影响发动机导向叶片的安全使用。在发动机维修过程中，经X射线检验若导向叶片钎焊缝内存在未焊透、气孔和裂纹缺陷，将迫使该叶片停用，导致该类叶片报废量增大。

公开号为US 2002053920 A1的专利文献中公开了通过对电路板施加超声波振动，促使熔化的钎料产生微小振幅，增加连接部位焊剂内的气体排出的方法。公开号为CN101623786 B的专利文献中公开了一种软钎焊方法，其主要是对象部件与基板的软钎料连接部位进行软钎焊时，对对象部件直接施加超声波励振，以便增加凸点钎焊位置气体排出。从这些文献中可以看出超声波的施加有利于钎焊过程中气体排出，有利于提高钎焊缝质量。但是，针对叶片焊缝修复中，这两篇专利文献中公开的方法仍存在以下不足：

首先，两篇专利文献中的方法，都是对电路基板或者与基板连接的对象施加超声，而超声能量通过基板或者连接对象传递到钎焊部位时，能量会显著减弱，影响气体排出效果。

其次，两篇专利文献中的方法，连接对象和基板属于凸点接触软钎焊方法，经超声激励作用，焊缝气体会从水平四个方向溢出，其溢出空间和自由度较大。而叶片焊缝较窄(原钎焊缝宽度d1：1-1.5mm)，气体只能从竖直一个方向溢出，其溢出空间和自由度受到很大限制。

再次，叶片焊缝深度是宽度的3倍左右，显著增加了补焊底部位置气体的溢出难度。

综上，发动机叶片钎焊缝内部缺陷修复非常困难，采用上述专利文献中公开的方法，无法有效解决发动机叶片钎焊缝内部缺陷的修复问题，且目前对发动机叶片钎焊缝进行高质量修复的方法尚未见报道。

发明内容

为了高质量修复航空发动机叶片原焊缝内部未焊透、气孔和裂纹缺陷，本发明提出了一种航空发动机叶片焊缝内部缺陷的修复方法。

考虑到发动机叶片焊缝局部位置存在未焊透缺陷，因此对其修复需注意以下几点：首先，热输入要小，确保焊接修复后不会引起叶片变形而改变形面尺寸；其次，缺陷在叶片厚度方向的位置不同，要求热源具有穿透性；再次，为便于修复中焊缝内气体排出，不能在修复区产生二次缺陷；最后，补焊时不能导致原焊缝钎料流失。另外，由于叶片原焊缝深宽比较大，因此补焊时顺利排出气体且不产生二次缺陷是修复的最基本要求。

基于上述考虑，本发明的发明构思如下：

首先，采用导向叶片制造时的低热输入钎焊修复工艺，同时在焊接中将超声探头插入到焊缝内部，实现超声探头对焊接修复区的直接作用，加速窄焊缝内气体排出。

其次，对修复缺陷处的结构尺寸进行优化设计，即，在去除原钎焊缝未焊透和裂纹缺陷后，将所形成的加工槽设计为船底状槽而非直角长方形槽，这主要是因为在长方形底部由于直角效应不利于焊缝气体排出，容易出现气孔缺陷。船底状加工槽的底部圆角避免了直角集中效应，便于焊缝底部气体沿圆弧面排出。