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 PDFInfo
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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
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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