本發(fā)明涉及渦輪導向器修復領域，特別地，涉及一種渦輪導向器裂紋釬焊修復方法。

背景技術：

目前高溫合金裂紋修復技術主要采用氬弧焊補焊，但是由于氬弧焊補焊時熱影響區(qū)大，對零件材料影響大，并且焊接可達性差。渦輪導向器裂紋一般出現(xiàn)在葉片根部，如果影響區(qū)大對葉片性能影響較大，因此氬弧焊不能應用與渦輪導向器修復。因此亟需提供一種渦輪導向器裂紋修復方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種渦輪導向器裂紋釬焊修復方法，以解決渦輪導向器裂紋修復的技術問題。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種渦輪導向器裂紋釬焊修復方法，包括以下步驟：

在渦輪導向器的裂紋處除去裂紋，設置坡口，并在坡口內(nèi)鋪設底層鎳基合金粉末。

在底層鎳基合金粉末上放置混合釬料，進行真空釬焊?；旌镶F料包括輔助鎳基合金粉末和釬料，輔助鎳基合金粉末為混合釬料質量的20～60％。底層鎳基合金粉末和輔助鎳基合金粉末相同，且與渦輪導向器的基體材料的熔點差值為±20℃。釬焊的溫度高于釬料的熔化溫度，且低于底層鎳基合金粉末、輔助鎳基合金粉末和基體材料的熔化溫度。

進一步地，輔助鎳基合金粉末為混合釬料質量的30～50％。

進一步地，底層鎳基合金粉末的高度低于坡口頂部0.1～0.3mm，混合釬料的厚度為0.5～1.5mm。

進一步地，輔助鎳基合金粉末和底層鎳基合金粉末的粒徑均為50～300目。

進一步地，釬焊的溫度為1000～1300℃，保溫時間8～20min。

進一步地，釬焊的溫度為1160～1200℃，保溫時間10～18min。

進一步地，坡口的角度為30～120°，坡口的深度為0.5～1.2mm。

進一步地，基體材料為k416b，輔助鎳基合金粉末和底層鎳基合金粉末鎳基合金粉末為fgh95粉末，釬料為bni71crsi。

進一步地，混合釬料中鎳基合金粉末和釬料的重量相等。

本發(fā)明具有以下有益效果：

上述渦輪導向器裂紋釬焊修復方法，釬焊時釬料完全融化，輔助鎳基合金粉末和底層鎳基合金粉末未熔化。兩種鎳基合金粉末主要作為結構框架，釬料用于填充，保證有穩(wěn)定的結構和強度。坡口底部為粉末，上面為混合釬料，通過釬料高溫的流動性和填充作用，獲得有一定強度的焊接組織。通過實驗檢測，該種焊接組織，結合強度好，對裂紋等缺陷修復后能一定程度限制裂紋的擴展，保證渦輪導向器使用的安全性，提高了渦輪導向器的壽命。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是發(fā)動機導向器零件的裂縫位置示意圖；

圖2是圖1的a處裂縫放大示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的修復位置放大50倍的金相組織照片；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的修復位置放大100倍后的表面未腐蝕的金相組織照片；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的修復位置放大50倍后表面腐蝕后的金相組織照片；

圖6是本發(fā)明對比例的修復位置放大500倍的金相組織照片；

圖7是本發(fā)明對比例的修復位置放大100倍的金相組織照片。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

參照圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種渦輪導向器裂紋釬焊修復方法，包括以下步驟：

在渦輪導向器的裂紋處除去裂紋，設置坡口，并在坡口內(nèi)鋪設底層鎳基合金粉末。

在底層鎳基合金粉末上放置混合釬料，進行真空釬焊?；旌镶F料包括輔助鎳基合金粉末和釬料，輔助鎳基合金粉末為混合釬料質量的20～60％。底層鎳基合金粉末和輔助鎳基合金粉末相同，且與渦輪導向器的基體材料的熔點差值為±20℃。釬焊的溫度高于釬料的熔化溫度，且低于底層鎳基合金粉末、輔助鎳基合金粉末和基體材料的熔化溫度。

底層鎳基合金粉末和輔助鎳基合金粉末相同，實際上是將鎳基合金粉末分為兩部分，一部分鋪在坡口底部為輔助鎳基合金粉末，一部分與釬料組成混合釬料。為了便于描述將分別命名為底層鎳基合金粉末和輔助鎳基合金粉末以示區(qū)分。將渦輪導向器進行裂紋熒光檢查，確定裂紋的位置，打磨去除裂紋，然后在該位置設置坡口。坡口可承載更多的鎳基合金粉末和混合釬料，因此焊接更加充分，增加了焊接強度。鎳基合金粉末的熔點與基體材料的熔點的差值在±20℃的范圍內(nèi)，且組成與基體材料相似，因而具有相似的性質。焊接完成后，去除多余的釬料，修復后渦輪導向器性能幾乎不會受到影響。

修復時加料方式采用先鋪底層鎳基合金粉末，再添加混合釬料的方式，這種方式有助于鎳基合金粉末與釬料更好的融合，使鎳基合金粉末達到支撐強化的作用。

本方案采用的是先在坡口處鋪底層鎳基合金粉末，再加混合釬料的釬焊方式，此方式有以下優(yōu)點：

1、底層鎳基合金粉末可為釬料在高溫融化時可以提供流動的空間，避免高溫時釬料融化時飛濺，同時更便于形成良好的焊縫組織。

2、輔助鎳基合金粉末和釬料的混合目前主要采用人工混合，輔助鎳基合金粉末與釬料的均勻性難以保證，會造成粉末在組織中分布不均勻。采用先鋪粉再加混合釬料的方式，通過釬料的自流動，可以有效保證焊縫組織粉末的均勻性，提高焊縫質量。

在高溫時釬料完全融化，并通過毛細作用填充到粉末空隙中，形成致密的結構，釬料冷卻凝固后由于合金粉末的骨架結構，使其具有一定的強度和硬度，并接近基體性能，在零件使用過程中特別是在高溫環(huán)境下，能夠保證更加持久的使用壽命。

在混合釬料中，輔助鎳基合金粉末為混合釬料質量的20～60％。釬料與輔助鎳基合金粉末的混合比例對于零件有效修復有重要的作用，輔助鎳基合金粉末太少修復后組織主要還是釬料，修復區(qū)強度和抗高溫能力都較弱；輔助鎳基合金粉末比例太高，焊縫組織會出現(xiàn)大面積空洞，與零件的結合性及組織強度都會受到影響。根據(jù)渦輪導向器熱處理制度和使用溫度選擇，釬焊溫度理論上不應破壞零件的熱處理狀態(tài)。釬焊的溫度高于釬料的熔化溫度，且低于鎳基合金粉末和基體材料的熔化溫度。釬焊時，釬料完全融化，而鎳基合金粉末和基體材料均不熔化。

上述渦輪導向器裂紋釬焊修復方法，釬焊時釬料完全融化，輔助鎳基合金粉末和底層鎳基合金粉末未熔化。兩種鎳基合金粉末主要作為結構框架，釬料用于填充，保證有穩(wěn)定的結構和強度。坡口底部為粉末，上面為混合釬料，通過釬料高溫的流動性和填充作用，獲得有一定強度的焊接組織。通過實驗檢測，該種焊接組織，結合強度好，對裂紋等缺陷修復后能一定程度限制裂紋的擴展，保證渦輪導向器使用的安全性，提高了渦輪導向器的壽命。

可選地，鎳基合金粉末為混合釬料質量的30～50％。

可選地，底層鎳基合金粉末的高度低于坡口頂部0.1～0.3mm，混合釬料的厚度為0.5～1.5mm。預先鋪設的鎳基合金粉末未填充滿坡口，距離坡口頂部有一定的位置，混合釬料填滿坡口內(nèi)，并稍溢出?；旌镶F料厚度太薄會造成釬料不夠，粉末間的間隙不能充分填充，太厚釬料融化時會到處流動，飛濺，影響零件質量。

可選地，輔助鎳基合金粉末和底層鎳基合金粉末的粒徑均為50～300目。鎳基合金粉末粒度和釬料需要有效配合，鎳基合金粉末粉末主要作用是提供釬料填充的構架及強化釬料組織，鎳基合金粉末粉末粒度太小，釬料不易填充，太大鎳基合金粉末粉末間空隙太多，不能起到強化的作用。

可選地，釬焊的溫度為1000～1300℃，保溫時間8～20min。可根據(jù)零件使用狀況選擇合適的釬料與溫度。釬焊溫度選擇主要是按照釬料的固相線和液相線確定，同時應兼顧基體材料的熱處理性能。

可選地，釬焊的溫度為1160～1200℃，保溫時間10～18min。

可選地，坡口的角度為30～120°，坡口的深度為0.5～1.2mm。在該條件下，鎳基合金粉末與釬料更好的融合，使鎳基合金粉末達到支撐強化的作用。通常在渦輪導向器裂紋修復中并不設置坡口，因為坡口會降低基體材料的強度。發(fā)明人經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，深度為xx～1mm的坡口并不會影響基體材料的強度。

可選地，基體材料為k416b，輔助鎳基合金粉末和底層鎳基合金粉末鎳基合金粉末為fgh95粉末，釬料為bni71crsi。

可選地，混合釬料中鎳基合金粉末和釬料的重量相等。

實施例1

某發(fā)動機導向器零件進行裂紋熒光檢查，確定裂紋的位置如圖1、2所示。放大倍率200倍其基體材料為k416b。打磨去除裂紋，設置角度為90°，深度0.8毫米的坡口。坡口內(nèi)鋪300目0.7mm厚的鎳基合金粉末fgh95，再鋪0.8mm厚度的混合釬料?；旌镶F料中包括鎳基合金粉末fgh95和釬料bni71crsi，其中fgh95的為混合釬料質量的50％。

在1160℃下對坡口位置進行釬焊，保溫時間10min。焊接完成后，去除多余的釬料。

修復后焊縫致密，與基體結合良好，經(jīng)熒光和20倍放大檢查，檢查結果如圖3、4、5所示。圖3為放大50倍的金相組織照片。圖3中可以看出焊縫組織致密，無空洞等缺陷，粉末分布比較均勻。圖4為放大100倍后的表面未腐蝕的金相組織照片。圖4中可以看出焊縫組織致密，無空洞等缺陷，粉末分布比較均勻。圖5為放大50倍后表面腐蝕后的金相組織照片，圖5中可以看出焊縫組織致密，無空洞等缺陷，粉末分布比較均勻。由此可證明，上述渦輪導向器裂紋釬焊修復方法對零件修復后，組織良好。并且修復后的發(fā)動機導向器件經(jīng)1000次以上使用后，焊縫處無裂紋產(chǎn)生。由此可見，渦輪導向器裂紋釬焊修復方法的焊接組織結合強度好，對裂紋等缺陷修復后能一定程度限制裂紋的擴展，保證渦輪導向器使用的安全性，提高了渦輪導向器的壽命。

實施例2

某發(fā)動機導向器零件進行裂紋熒光檢查，裂紋的位置如實施例1中顯示。其基體材料為k416b。打磨去除裂紋，設置角度為90°，深度0.5毫米的坡口。坡口內(nèi)鋪50目的0.3毫米厚的鎳基合金粉末fgh95，再鋪0.5mm厚度的混合釬料?；旌镶F料中包括鎳基合金粉末fgh95和釬料bni71crsi，其中fgh95的為混合釬料質量的20％。

在1300℃下對坡口位置進行釬焊，保溫時間8min。焊接完成后，去除多余的釬料。

修復后焊縫致密，與基體結合良好，經(jīng)熒光和20倍放大檢查，檢查結果與圖3、4、5類似，顯示無裂紋缺陷。并且修復后的發(fā)動機導向器件經(jīng)1000次以上使用后，焊縫處無裂紋產(chǎn)生。

實施例3

某發(fā)動機導向器零件進行裂紋熒光檢查，裂紋的位置如實施例1中顯示。其基體材料為k416b。打磨去除裂紋，設置角度為120°，深度1.2毫米的坡口。坡口內(nèi)鋪200目0.9毫米厚的鎳基合金粉末fgh95，再鋪1.5毫米厚度的混合釬料?；旌镶F料中包括鎳基合金粉末fgh95和釬料bni71crsi，其中fgh95的為混合釬料質量的60％。

在1000℃下對坡口位置進行釬焊，保溫時間20min。焊接完成后，去除多余的釬料。

修復后焊縫致密，與基體結合良好，經(jīng)熒光和20倍放大檢查，檢查結果如圖3、4、5所示，顯示無裂紋缺陷。并且修復后的發(fā)動機導向器件經(jīng)1000次以上使用后，焊縫處無裂紋產(chǎn)生。

對比例1

某發(fā)動機導向器零件進行裂紋熒光檢查，裂紋的位置如實施例1中裂紋位置相近。fgh95的為混合釬料質量的70％。其余釬焊過程同實施例1。

修復后焊縫松散，與基體結合不好，經(jīng)熒光和20倍放大檢查，檢查結果如圖6所示。圖6示為放大100倍后的焊縫組織金相照片，圖6中顯示焊縫組織內(nèi)部有明顯的空洞缺陷。

對比例2

某發(fā)動機導向器零件進行裂紋熒光檢查，裂紋的位置如實施例1中裂紋位置相近。fgh95的為混合釬料質量的80％。其余釬焊過程同實施例1。

修復后焊縫松散，與基體結合不好，經(jīng)熒光和20倍放大檢查，檢查結果如圖7所示。圖7示為放大100倍后的焊縫組織金相照片，圖7中顯示焊縫組織內(nèi)部有明顯的空洞缺陷。

對比例1和2證明鎳基合金粉末比例過大后焊縫組織缺陷嚴重，無法滿足零件修復要求。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。