CN104439632A - 一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法 - Google Patents

一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法 Download PDF

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Abstract

一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，属于航空发动机零部件维修技术领域。发动机运行过程中导致的滑油箱壳体出现磨损，磨损缺陷处形成磨损减薄，极易导致磨损减薄处开裂，严重威胁发动机的运行安全。采用本发明的方法能够稳定实现对滑油箱壳体磨损缺陷处进行修复，修补过程中能够避免基体烧穿现象发生，通过滑油箱进油口向滑油箱内充入氩气，氩气充满滑油箱后会通过滑油箱出油口溢出，从而形成稳定的氩气流，氩气流用于保护焊补处壳体背面不被空气氧化，同时焊补热量会被氩气流带走，进而减小了滑油箱壳体的焊接变形。即使滑油箱壳体在原磨损缺陷处产生多次磨损，采用本发明的方法对磨损缺陷处实施多次补焊后，仍可保证滑油箱的性能要求。

Description

一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法
技术领域
本发明属于航空发动机零部件维修技术领域，特别是涉及一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法。
背景技术
滑油箱作为航空发动机的重要组成部件，其壳体厚度只有1mm，在航空发动机维修过程中，经常发现滑油箱壳体的加强筋处有磨损现象，而磨损缺陷的深度约为0.4mm，宽度约为0.8mm，后经过调查了解到，由于发动机运行过程中会产生振动，导致滑油箱壳体与机匣安装边上的保险丝相互摩擦，进而使滑油箱壳体上出现磨损缺陷。在滑油箱壳体的磨损缺陷处必然形成磨损减薄，发动机运行过程中极易导致壳体磨损减薄处开裂，严重威胁发动机的运行安全。
为了保证发动机的运行安全，现阶段所能采取的手段有两种，一是直接将产生磨损缺陷的滑油箱作报废处理，转而更换新的滑油箱，这种方式直接导致了维修成本的增加；二是对滑油箱壳体的磨损缺陷进行修复，并通过常规焊补方法进行修补，但是采用常规焊补方法对磨损缺陷进行修复时，修复效果并不理想，修复失败几率也非常高，主要原因有以下两点：
①由于磨损缺陷处的壁厚更薄，焊补过程中极易发生基体烧穿；
②即使焊补过程并未发生基体烧穿，但是常因焊补热量引起滑油箱壳体的局部变形。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，能够稳定实现滑油箱壳体的磨损缺陷修复，焊补时能够避免基体烧穿现象发生，避免焊补热量引起滑油箱壳体的局部变形，将焊补对滑油箱的结构影响降到最低。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，包括如下步骤：
步骤一：清洗滑油箱，对滑油箱进行彻底除油，防止残余油渍对焊补质量造成影响；
步骤二：采用砂纸对滑油箱壳体磨损缺陷处及周围10mm区域进行抛光处理，去除表面氧化层，再用脱脂棉蘸取丙酮清洗待焊区域，去除表面油污等杂质；
步骤三：接通氩气瓶，通过滑油箱进油口向滑油箱内充入氩气，当氩气充满滑油箱后会通过滑油箱出油口溢出，氩气输出压力为0.3MPa，氩气输出流量为10～15L/分钟，氩气流用于保护焊补处壳体背面不被空气氧化，同时焊补热量会被氩气流带走，减小焊接变形；
步骤四：进行焊补，当待焊区域母材微熔时，开始向熔池内添加焊丝，焊缝收尾时逐渐衰减电流，直至弧坑被填满，熄弧后焊枪需在焊缝收尾处停留15秒，使焊缝在焊枪氩气保护下温降，防止焊缝氧化，移开焊枪，补焊完成；其中，焊接参数为：焊丝直径为1.2mm，焊丝材料为H0Cr20Ni10Ti，焊接电流为35～40A，焊接速度为8～10mm/s，焊枪喷嘴直径为8mm，焊枪氩气保护流量为8～10L/分钟。
滑油箱清洗方法为：先用温度为80℃～90℃的洗涤液冲洗滑油箱内腔，持续冲洗30分钟，再用温度为80℃～90℃的清水冲洗滑油箱内腔，反复冲洗5～6次，最后将除油清洗后的滑油箱送入烘干箱内进行烘干，直至滑油箱没有水分残留。
洗涤液选用741金属洗涤剂。
氩气瓶采用双极减压阀进行减压，经双极减压阀二次减压后使氩气流更加稳定。
本发明的有益效果：
采用本发明的方法能够稳定实现对滑油箱壳体磨损缺陷处进行修复，修补过程中能够避免基体烧穿现象发生，通过滑油箱进油口向滑油箱内充入氩气，氩气充满滑油箱后会通过滑油箱出油口溢出，从而形成稳定的氩气流，氩气流用于保护焊补处壳体背面不被空气氧化，同时焊补热量会被氩气流带走，进而减小了滑油箱壳体的焊接变形。即使滑油箱壳体在原磨损缺陷处产生多次磨损，采用本发明的方法对磨损缺陷处实施多次补焊后，仍可保证滑油箱的性能要求。
附图说明
图1为视为未进行补焊的焊接试片焊缝横截面金相图；
图2为进行了一次补焊的焊接试片焊缝横截面金相图；
图3为进行了二次补焊的焊接试片焊缝横截面金相图；
图4为进行了三次补焊的焊接试片焊缝横截面金相图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
需要进行磨损缺陷修复的滑油箱材料为1Cr18Ni9Ti，滑油箱壁厚为1mm。
所述的一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，包括如下步骤：
步骤一：清洗滑油箱，对滑油箱进行彻底除油，防止残余油渍对焊补质量造成影响；
先用温度为80℃～90℃的洗涤液冲洗滑油箱内腔，持续冲洗30分钟，再用温度为80℃～90℃的清水冲洗滑油箱内腔，反复冲洗5～6次，最后将除油清洗后的滑油箱送入烘干箱内进行烘干，烘干箱内的温度调至100℃，烘干时间为15～20分钟，直至滑油箱没有水分残留；
所述洗涤液选用741金属洗涤剂；
步骤二：采用800目砂纸对滑油箱壳体磨损缺陷处及周围10mm区域进行抛光处理，去除表面氧化层，再用脱脂棉蘸取丙酮清洗待焊区域，去除表面油污等杂质；
步骤三：接通氩气瓶，通过滑油箱进油口向滑油箱内充入氩气，等待1分钟左右，氩气充满滑油箱后会通过滑油箱出油口溢出，氩气输出压力为0.3MPa，氩气输出流量为10～15L/分钟，氩气流用于保护焊补处壳体背面不被空气氧化，同时焊补热量会被氩气流带走，减小焊接变形；
氩气瓶采用双极减压阀进行减压，经双极减压阀二次减压后使氩气流更加稳定；
步骤四：进行焊补，当待焊区域母材微熔时，开始向熔池内添加焊丝，焊缝收尾时逐渐衰减电流，直至弧坑被填满，熄弧后焊枪需在焊缝收尾处停留15秒，使焊缝在焊枪氩气保护下温降，防止焊缝氧化，移开焊枪，补焊完成；其中，焊接参数为：焊丝直径为1.2mm，焊丝材料为H0Cr20Ni10Ti，焊接电流为35～40A，焊接速度为8～10mm/s，焊枪喷嘴直径为8mm，焊枪氩气保护流量为8～10L/分钟。
由于滑油箱壳体的原磨损缺陷修补处因发动机结构和工况限制，还会发生再次磨损，这就需要对再次磨损缺陷进行修复，为了验证上述正式焊补作业同样满足滑油箱多次焊补的性能要求，在进行上述正式焊补作业前，还做了焊缝处多次补焊试验，以下为多次补焊试验过程：
首先，利用风钻和砂轮将已报废的滑油箱切割成片状试样，片状试样为滑油箱未发生磨损缺陷的部分，再用激光将片状试样切割成75mm×25mm的焊接试片。
将焊接试片两两对接放在对接夹具上，焊接时需要在焊接试片的正面和背面同时用氩气保护，并将对接的两个焊接试片焊接在一起，该次焊接视为未进行补焊，视为未进行补焊的焊接试片共准备12个。
然后将所有焊接试片的焊缝打磨到与母材齐平，再用砂轮在焊缝上打磨出一条深约0.4mm，宽约0.8mm的沟槽，用于模拟滑油箱上的磨损缺陷处，然后选取3个焊接试片进行一次补焊。
再选取3个焊接试片进行第一次补焊后，在补焊焊缝上进行第二次沟槽打磨，并对沟槽进行补焊，完成焊接试片二次补焊。
最后选取3个焊接试片进行第一次、第二次焊补后，在补焊焊缝上进行第三次沟槽打磨，并对沟槽进行补焊，完成焊接试片三次补焊。
剩余3个焊接试片不作处理，然后对12个焊接试片进行温室拉伸试验，焊接试片均在拉伸试验中断于主体，并测得所有焊接试片的温室拉伸强度均大于等于540MPa，其延伸率大于等于42％，完全满足滑油箱的性能要求。
再对所有焊接试片进行焊缝横截面金相检查，其金相图如图1、2、3、4所示，金相检查结果表明，经多次焊补后，焊缝区呈细腻的柱状晶组织，充填焊料与基体熔合良好，母材、焊缝及热影响区不存在宏观缺陷，母材仍保持着原有的结晶形貌，焊缝和热影响区组织细致均匀，并无晶粒长大现象，熔合线上也无晶粒长大和晶界加粗现象。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：清洗滑油箱，对滑油箱进行彻底除油，防止残余油渍对焊补质量造成影响；
步骤二：采用砂纸对滑油箱壳体磨损缺陷处及周围10mm区域进行抛光处理，去除表面氧化层，再用脱脂棉蘸取丙酮清洗待焊区域，去除表面油污等杂质；
步骤三：接通氩气瓶，通过滑油箱进油口向滑油箱内充入氩气，当氩气充满滑油箱后会通过滑油箱出油口溢出，氩气输出压力为0.3MPa，氩气输出流量为10～15L/分钟，氩气流用于保护焊补处壳体背面不被空气氧化，同时焊补热量会被氩气流带走，减小焊接变形；
步骤四：进行焊补，当待焊区域母材微熔时，开始向熔池内添加焊丝，焊缝收尾时逐渐衰减电流，直至弧坑被填满，熄弧后焊枪需在焊缝收尾处停留15秒，使焊缝在焊枪氩气保护下温降，防止焊缝氧化，移开焊枪，补焊完成；其中，焊接参数为：焊丝直径为1.2mm，焊丝材料为H0Cr20Ni10Ti，焊接电流为35～40A，焊接速度为8～10mm/s，焊枪喷嘴直径为8mm，焊枪氩气保护流量为8～10L/分钟。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，其特征在于：滑油箱清洗方法为：先用温度为80℃～90℃的洗涤液冲洗滑油箱内腔，持续冲洗30分钟，再用温度为80℃～90℃的清水冲洗滑油箱内腔，反复冲洗5～6次，最后将除油清洗后的滑油箱送入烘干箱内进行烘干，直至滑油箱没有水分残留。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，其特征在于：洗涤液选用741金属洗涤剂。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法，其特征在于：氩气瓶采用双极减压阀进行减压，经双极减压阀二次减压后使氩气流更加稳定。
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