本發(fā)明屬于焊接技術領域，涉及一種組合熱源加熱釬焊方法。本發(fā)明是在具備組合熱源，并具有完善保護氣氛的專用設備中完成的。根據(jù)待焊工件材料和結構的的不同設定不同的預熱溫度(500～1100℃)及相應的局部加熱釬焊工藝參數(shù)，避免常規(guī)局部加熱釬焊冷卻過程釬焊縫易出現(xiàn)的開裂問題，同時避免構件整體升溫到更高的釬焊溫度造成整體構件帶來的性能損失、結構完整性破壞等影響。因此，該方法特別適合于成品零件或組合件的局部修復釬焊，也可應用于特種難焊材料和特殊結構的局部加熱釬焊。
背景技術：
隨著對航空發(fā)動機性能要求的不斷提高，大量的單晶、定向凝固高溫合金等高性能材料已用于渦輪葉片的制造，其使用環(huán)境也更為苛刻。在其服役一個壽命周期后，會產(chǎn)生裂紋、燒蝕和磨損等缺陷而導致葉片失效，其中失效模式以裂紋為主，但相應的修復技術并未隨著發(fā)動機的裝備而同步開展。目前，新型高性能發(fā)動機渦輪葉片生產(chǎn)工序越來越復雜，通常需要經(jīng)過釬焊組裝、打孔、熱處理、涂層等復雜加工。其中釬焊組裝工序一般在較低溫度下釬焊，不允許后續(xù)采用較高溫度整體加熱釬焊修復的技術，而降低釬焊溫度接頭性能不能滿足要求。
釬焊是航空發(fā)動機渦輪導向葉片裂紋修復的有效手段，但采用整體加熱的真空釬焊方法，焊前須將葉片涂層和低溫組件清除，釬焊修復工序復雜，并且整體加熱釬焊熱循環(huán)容易對單晶、定向凝固高溫合金葉片母材性能造成不利影響，無法滿足修復后裝機使用要求。
采用局部加熱釬焊的修復方法可以減少焊前拆除原釬焊組件、整體去除涂層等工序，只要焊后進行局部涂層重建及恢復性能熱處理即可，能夠顯著提高修復效率，降低修復成本。并且局部加熱釬焊修復能夠保持原葉片單晶或定向凝固組織穩(wěn)定性及整體性能，避免了葉片整體加熱導致的組織及性能惡化，從而保證修復后葉片的穩(wěn)定性及可靠性。另一方面，我國現(xiàn)役某些三代戰(zhàn)機發(fā)動機渦輪導向葉片服役后只局部產(chǎn)生裂紋，如能實現(xiàn)局部裂紋的修復，則能極大提高修復效率，縮短焊修周期，顯著節(jié)約軍費開支。
但目前的常規(guī)局部加熱釬焊技術對于可焊性較差的高溫合金葉片裂紋修復仍然存在難以解決的難題，局部較高的熱輸入導致釬縫與周邊母材存在較大的溫度梯度，從而產(chǎn)生非常大的熱應力，對于塑性較差的鑄造高溫合金容易發(fā)生焊后開裂，無法實現(xiàn)失效葉片的裂紋修復；傳統(tǒng)的預熱工藝雖能一定程度上緩解熱應力的產(chǎn)生，但較低的預熱溫度(一般在500℃一下)及僅能在焊前進行預熱，仍然不可避免焊后裂紋的發(fā)生。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：本發(fā)明針對航空發(fā)動機結構件裂紋修復及特種難焊材料和結構的釬焊難題，提出一種組合熱源加熱釬焊方法。目的是解決發(fā)動機結構件尤其是定向凝固、單晶高溫合金葉片裂紋修復技術難題，避免整體釬焊加熱對葉片母材整體結構和性能的影響；解決常規(guī)局部加熱釬焊焊后開裂問題。本發(fā)明還可用于其它特種難焊材料和特殊結構的局部加熱釬焊。
本發(fā)明的技術方案是：一種組合熱源加熱釬焊的方法，包括基礎熱源和釬焊熱源的組合熱源；基礎加熱熱源采用電阻輻射加熱或感應加熱，釬焊熱源采用電弧加熱、等離子弧加熱、真空空心陰極電弧加熱、電子束加熱或激光束加熱；
由基礎熱源對待焊工件進行整體或局部的預熱；由釬焊熱源對待焊工件進行釬焊加熱或局部加熱；(根據(jù)待焊工件材料和結構的的不同設定不同的預熱溫度，例如500～1100℃)具體步驟如下：
1)將釬料裝配在待焊工件的待焊部位，在真空、惰性氣氛或還原氣氛保護環(huán)境下，由基礎熱源對待焊工件進行整體或局部的預熱，預熱溫度控制在釬料熔化溫度以下，且預熱溫度與釬料熔化溫度的差值在20℃～100℃，并保持預熱溫度，當釬料為低溫釬料時，優(yōu)選為20℃，當釬料為高溫釬料時，優(yōu)選為50℃；
2)保持基礎熱源的加熱不變，并同時由釬焊熱源對待焊工件的待焊部位加熱，使得釬料熔化并填充待焊部位，待焊部位完成填充后停止釬焊熱源加熱，使得填充料降溫到基礎熱源加熱的預熱溫度，并凝固；
3)基礎熱源停止加熱，待焊工件冷卻到環(huán)境溫度。
優(yōu)選地，基礎加熱熱源采用電阻輻射加熱或感應加熱，釬焊熱源采用真空空心陰極電弧加熱或電子束加熱。
優(yōu)選地，釬料為粉狀、塊狀、膏狀、帶狀。進一步的，釬料為箔帶。進一步的，釬料為粘帶。
所述的基礎熱源和釬焊熱源處于真空環(huán)境中，且真空壓強低于2×10-2Pa。
所述的基礎熱源和釬焊熱源處于保護氣氛中，且保護氣為惰性氣體或還原氣體。
優(yōu)選地，待焊工件為發(fā)動機渦輪葉片。
本發(fā)明的優(yōu)點是：
本發(fā)明的基礎熱源加熱溫度遠超過傳統(tǒng)預熱溫度，整體加熱溫度可以達到1100℃(傳統(tǒng)預熱溫度一般在500℃以下)，較高的預熱溫度降低了局部加熱釬焊部位與整體工件的溫度梯度，減小了熱應力，有效防止釬焊過程中釬縫開裂的發(fā)生；在具備完善保護氣氛的專用設備中完成釬焊過程，解決了傳統(tǒng)預熱釬焊存在氧化、無法實現(xiàn)操作等問題；傳統(tǒng)預熱釬焊的預熱加熱一般在主熱源加熱前完成，而本發(fā)明基礎熱源加熱貫穿于釬焊前、釬焊中和釬焊后的始終，維持釬焊部位較小的溫度梯度，降低應力開裂傾向，減小焊后殘余應力；根據(jù)不同材料和結構，局部加熱熱源可選擇電弧、等離子弧、真空空心陰極電弧、電子束、激光束等不同加熱熱源，可選擇性高；采用組合熱源局部加熱釬焊方法，相比整體加熱爐中釬焊能夠顯著提高生產(chǎn)效率、降低成本，并能降低整體加熱釬焊熱循環(huán)對工件結構完整性和材料性能的影響。
具體實施方式
實施例一
待焊工件為GH3044高溫合金片，在高溫合金片上放置適量塊狀釬料，并采用儲能點焊固定，隨后高溫合金片固定在帶有感應加熱基礎熱源的工作臺上。
高溫合金片所處環(huán)境為真空狀態(tài)，真空壓強在5×10-3Pa以下。
對高溫合金片進行感應加熱預熱至1000℃并保溫，使得工作臺處于擺動狀態(tài)，擺動速度為20～50mm/s。
在高溫合金片所處環(huán)境充入電弧介質(zhì)氣體，真空壓強在2×10-1Pa以下，環(huán)境中，氣體流量在5～20ml/min。
開啟真空空心陰極電弧加熱的釬焊熱源，對塊狀釬料加熱，擺動使得真空空心陰極電弧對待焊部位整體掃射式均勻加熱，釬料熔化并鋪展后，先停止釬焊熱源加熱，然后再停止基礎熱源加熱。
本實施方法，冷卻后察看，試片被釬料潤濕，釬料部位無裂紋，試片無明顯氧化色。
實施例二
待焊試件為服役后產(chǎn)生裂紋的某航空發(fā)動機鎳基高溫合金渦輪導向葉片，對葉片裂紋部位進行機械清理以去除裂紋表面氧化膜。本實施例中基礎熱源采用電阻輻射加熱，釬焊熱源采用電子束加熱。
釬料采用膏狀鎳基合金粉，將釬料置于裂紋的一端。將裝配完釬料的葉片置于真空環(huán)境中，真空壓強不高于5×10-3Pa。
對葉片進行電阻輻射加熱至1050℃預熱并保溫，之后由釬焊熱源對葉片待焊部位和釬料進行電子束散焦掃描加熱，電子束加速電壓55kV，束流3mA，聚焦電流2A。待釬料完成熔化填縫后停止電子束加熱，停止電阻加熱，自然冷卻。
冷卻后察看，葉片裂紋部位被釬料填充良好，釬焊部位表面光亮、無裂紋。