钎焊及扩散焊技术在航空发动机制造中的应用与发展

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1、钎焊及扩散焊技术在航空发动机制造中的应用与发展Application＆DevelopmentofBrazingandDiffusionWeldingTechnologyinAeroengineManufacturing沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司孔庆吉曲伸邵天巍李文学孔庆吉毕业于沈阳航空工业学院。现为沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司二级技术专家．主要从事钎焊及扩散焊工艺技术研究和型号攻关工作。随着航空发动机高推重比、高可靠性、长寿命、低成本的设计和制造技术需求的不断提高，新材料、新结构、新工艺越来越多地得到采用，尤其是作为制造工艺手段的焊接技术得

2、到了快速发展。钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、高能束流焊等先进焊接技术在航空发动机焊接构件中得到发展和应用。其中，钎焊技术和扩散焊技术以其独有的特点82航宅镧造技术·加lO年第24期钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、高能束流焊等先进焊接技术在航空发动机焊接构件中得到发展和应用。其中钎焊技术和扩散焊技术以其独有的特点得到了更大的发展，这主要表现在难以熔焊材料的构件焊接中。为了获得优质或与母材相匹配的高性能接头，目前最为有效的连接方法就是钎焊和扩散焊方法。得到了更大的发展，这主要表现在难以熔焊材料的构件焊接中。为了获得优质或与母材相匹配的高性能接头，目前最

3、为有效的连接方法就是钎焊和扩散焊方法。当然，钎焊和扩散焊技术在航空发动机焊接构件中实际应用发展的同时，也面临着许多新的技术难题，这些难题成为促进其进一步发展和应用，并在航空工业领域发挥更大作用的巨大动力。钎焊技术1钎焊技术在国内航空发动机制造中的应用发展状况在连接材料的方法中，钎焊是人类最早使用的方法之一。第二次世界大战后，由于航空、航天、核能和电子等新技术的飞速发展，以及新材料、新结构的采用，对连接技术提出了更高的要求，钎焊技术因此受到人们更多的关注，开始以前所未有的速度发展起来并出现了许多新的钎焊方法。钎料品种日益增多，因此，其应用范围日益扩大{l】。特别是

4、当今航空事业不断发展，新型号机不断问世，钎焊在航空发动机焊接构件的连接上发挥着越来越重要的作用。目前。真空钎焊、感应钎焊、火焰钎焊、炉中保护气氛钎焊、电弧钎焊等钎焊技术非常广泛地应用于航空发动机重要部件的制造中。(1)真空钎焊技术的应用。目前，真空钎焊广泛应用于作为各型号发动机封严构件的蜂窝结构。蜂窝结构由蜂窝芯和壳体组成，壳体材料一般为不锈钢或高温合金，蜂窝WeldIngTechn0嘲iesforAvIa咖

5、nd。slry航空焊接技术材料一般为GH536镍基高温合金薄带材料。它的钎焊是将钎料预置在蜂窝芯格内，然后将蜂窝与壳体组合装配，最后采用真空钎焊方法进行钎

6、焊。钎焊接头强度约为母材的50％。压气机成组静子叶片也是采用这种钎焊方法制造的。它由内外环和10余个叶片通过真空钎焊连接为一整体，该结构已装机使用数百台。另外，真空钎焊还应用于涡轮导向器、导流叶片、扩散器、火焰筒、油滤等部件的制造。图1为真空纤焊焊接的涡轮导向器、火焰筒。材料或结构以及分步钎焊，操作复杂，工艺参数要求精确，工装调控要求精密。2钎焊面临的新课题(1)第三代特别是第四代新型号发动机结构，出现了许多新材料、新结构的钎焊连接，如Ti合金、NiAI金属间化合物、TiAI金属间化合物、Ni基单晶合金等新材料的钎焊等。另外，还涉及TiAI金属间化合物与高温合金

7、异种材料的钎焊，需要解决异种材料钎焊所用钎料及装配定位焊问题。这些都是目前比较前沿的钎焊技术问题。图1真空钎焊焊接的涡轮导向器、火焰筒(2)感应钎焊与火焰钎焊技术。发动机燃油总管和油路导管绝大部分接头采用的都是感应钎焊与火焰钎焊技术。母材一般为不锈钢和高温合金。这些接头是采用银基或铜基钎料，以高频感应加热或氧一乙炔火焰作为热源进行连接。低温工作的油滤钎焊也可采用火焰钎焊法，所用钎料为软钎料。(3)炉中保护气氛钎焊。这种工艺技术主要应用于防止基体材料和钎料中易氧化元素烧损的钎焊工艺中。钎料含有高蒸气压元素Cu、Mn的组件钎焊，所用保护气体为高纯氩气，如发动机换热器

8、构件和白铜封严件的钎焊。(4)真空电弧钎焊。真空电弧钎焊主要应用于航空发动机涡轮叶片叶冠耐磨片的钎焊。这种钎焊方法适合整体加热敏感的(2)提高和改善钎焊接头力学性能。一般钎焊接头强度仅为基体母材的一半，是不能满足先进航空发动机连接结构件性能要求的。需要改进钎焊材料及工艺技术，使钎焊接头力学性能在原有的基础上得到提高，首先要开展钎焊+扩散工艺的研究工作，寻求提高钎焊接头强度的新途径。其次，要开发采用新钎料，改善钎焊接头的性能。发动机上许多受力不大的管路件的火焰钎焊连接采用的是铜基钎料，而在研新型发动机的这些管组件大部分需要采用真空钎焊连接，所用钎料为镍基钎料。镍基

9、钎料钎焊的接头虽强度较高