CN114833412A - Dd6单晶和gh3536合金的钎焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，包括：步骤一，清理两个待焊工件；步骤二，将两个待焊工件固定，并在两个所述待焊工件的相交处放置钎料；步骤三，将固定在一起的待焊工件以及所述钎料放置在真空炉中并进行加热，加热过程包括：先以第一升温速度加热至第一温度，并在所述第一温度保温第一时间，其中，第一升温速度为4‑8min/℃，所述第一温度为340℃‑360℃，所述第一时间为20‑30min；再以第二升温速度加热至第二温度，并在所述第二温度保温第二时间，其中，所述第二升温速度为8‑12min/℃，所述第二温度为900℃‑1000℃，所述第二时间为25‑35min；再后以第三升温速度的加热至第三温度，并在所述第三温度保温第三时间，将焊接后的工件冷却。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机的加工领域，具体而言，涉及一种。
背景技术
GH3536是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金，具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能，在900℃以下有中等的持久和蠕变强度。焊接性能良好，适用于制造航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件，在900℃以下长期使用，短时工作温度可达1080℃。DD6是我国的第二代镍基单晶高温合金，具有高温强度高、综合性能好、组织稳定等优点，通常用于1100℃以下工作的具有复杂内腔的高温零件。
航空发动机头部转阶段组件由GH3536与DD6合金组成，GH3536与DD6合金在高温钎焊时线膨胀系数差异较大，且钎焊结构为线膨胀系数较大的GH3536在外圈，线膨胀系数较小的DD6合金在内圈，真空钎焊时焊缝间隙膨胀较大，导致焊缝出现大比例未焊合的缺陷。且DD6单晶中含有较高含量的Al(5.2％～6.2％)，导致DD6单晶钎焊性较差。针对Al含量较高的DD6单晶合金，常见的方法是通过焊前表面预处理，即表面镀镍，厚度10μm～20μm，这种方法成本高，周期长，效率低。目前国内尚未针对该种材料组合的真空钎焊技术进行深入研究。
发明内容
本发明旨在提供一种DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，以改善现有技术中存在的DD6单晶和GH3536合金的焊接质量差的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，钎焊方法包括：
步骤一，清理两个待焊工件；
步骤二，将两个待焊工件固定，并在两个所述待焊工件的相交处放置钎料；
步骤三，将固定在一起的待焊工件以及所述钎料放置在真空炉中并进行加热，加热过程包括：
先以第一升温速度加热至第一温度，并在所述第一温度保温第一时间，其中，第一升温速度为4-8min/℃，所述第一温度为340℃-360℃，所述第一时间为20-30min；
再以第二升温速度加热至第二温度，并在所述第二温度保温第二时间，其中，所述第二升温速度为8-12min/℃，所述第二温度为900℃-1000℃，所述第二时间为25-35min；
再后以第三升温速度的加热至第三温度，并在所述第三温度保温第三时间，其中，所述第三升温速度为6-10min/℃，所述第三温度为1010℃-1050℃，所述第三时间为15-25min；
最后，将焊接后的工件冷却。
在一些实施例中，
所述第一升温速度为5-7min/℃，或所述第一温度为345℃-355℃，或所述第一时间为23-27min；
所述第二升温速度为9-11min/℃，或所述第二温度为930℃-980℃，或所述第二时间为27-33min；
所述第三升温速度为7-9min/℃，或所述第三温度为1020℃-1040℃，所述第三时间为17-23min。
在一些实施例中，所述将焊接后的工件冷却包括：
将焊接后的工件在所述真空炉中冷却至900℃以下；
然后，向所述真空炉中充氩气对将焊接后的工件冷却至80℃以下出炉。
在一些实施例中，在步骤三中，所述真空炉的真空度不低于4×10-2Pa。
在一些实施例中，所述步骤一包括：除去待焊工件表面的杂质、油污以及氧化膜,利用砂纸对待焊工件的表面进行打磨,打磨后将待焊工件置于酒精中采用超声波清洗,然后吹干处理。
在一些实施例中，所述步骤二包括：
将两个待焊工件搭接；
将两个待焊工件焊接固定；
将焊料放置在两个待焊工件相交的焊缝处。
应用本发明的技术方案，通过合理的控制待焊工件的加热过程和温度，有效地提高了焊接质量。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的实施例的DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法的流程图；以及
图2示出了本发明的实施例的钎焊方法焊接的DD6单晶与GH3536合金钎焊缝显微组织照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
线膨胀系数coefficient of linear expansion：也称线胀系数。固体物质的温度每升高1℃时，其单位长度的伸长量，叫做线膨胀系数。
DD6单晶DD6：是我国的第二代镍基单晶高温合金，具有高温强度高、综合性能好、组织稳定等优点，通常用于1100℃以下工作的具有复杂内腔的高温零件。
GH3536合金GH3536 superalloy：GH3536是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金，具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能，在900℃以下有中等的持久和蠕变强度。
真空钎焊vacuum brazing:真空钎焊是指在真空环境下，采用低于母材熔点、高于钎料熔点的某一温度下加热母材金属，通过液态钎料在母材金属表面或间隙中润湿、铺展、毛细流动填缝、最终凝固结晶而实现原子间结合的一种材料连接方法。
本发明的实施例提供了一种用于焊接线膨胀系数差异较大的DD6单晶和GH3536合金真空钎焊方法，本发明的目的是解决GH3536与DD6合金因线膨胀系数差异较大，真空钎焊易出现未焊合、疏松等，导致焊缝质量较差的问题。
如图1所示，航空发动机线膨胀系数差异较大的DD6单晶和GH3536合金真空钎焊方法的具体步骤为：
第一步，焊前清理。对待焊件表面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用金相砂纸进行打磨,打磨后将待焊试样置于酒精中,采用超声波清洗,并吹干处理。
第二步，装配定位。装配方式为GH3536合金环在外，DD6合金环在内，搭接宽度为5mm，保证焊缝间隙控制在0.02mm-0.03mm，同时将8片箔状BNi-2合金片均布预置于环焊缝中，8片箔状BNi-2合金片尺寸为1mm×2mm。用氩弧焊点焊定位后，用注射器将配好的膏状BNi-2钎料置于钎焊缝外侧，并在焊缝周边涂抹Al2O3阻流剂。
第三步，钎焊连接。将装配好的组件放入真空钎焊炉中，真空钎焊炉真空度不低于4×10-2Pa，先以6min/℃的速率加热至350℃，保温25min；再以10min/℃的速率加热至950℃，保温30min；最后以8min/℃的速率加热至1030℃-1050℃，保温15min-20min。然后随炉冷至900℃以下，充氩气风冷至80℃以下出炉，完成钎焊过程，图2示出了DD6单晶与GH3536合金钎焊缝显微组织照片。
以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，其特征在于，包括：
步骤一，清理两个待焊工件；
步骤二，将两个待焊工件固定，并在两个所述待焊工件的相交处放置钎料；
步骤三，将固定在一起的待焊工件以及所述钎料放置在真空炉中并进行加热，加热过程包括：
先以第一升温速度加热至第一温度，并在所述第一温度保温第一时间，其中，第一升温速度为4-8min/℃，所述第一温度为340℃-360℃，所述第一时间为20-30min；
再以第二升温速度加热至第二温度，并在所述第二温度保温第二时间，其中，所述第二升温速度为8-12min/℃，所述第二温度为900℃-1000℃，所述第二时间为25-35min；
再后以第三升温速度的加热至第三温度，并在所述第三温度保温第三时间，其中，所述第三升温速度为6-10min/℃，所述第三温度为1010℃-1050℃，所述第三时间为15-25min；
最后，将焊接后的工件冷却。
2.根据权利要求1所述的DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，其特征在于，
所述第一升温速度为5-7min/℃，或所述第一温度为345℃-355℃，或所述第一时间为23-27min；
所述第二升温速度为9-11min/℃，或所述第二温度为930℃-980℃，或所述第二时间为27-33min；
所述第三升温速度为7-9min/℃，或所述第三温度为1020℃-1040℃，所述第三时间为17-23min。
3.根据权利要求1所述的DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，其特征在于，所述将焊接后的工件冷却包括：
将焊接后的工件在所述真空炉中冷却至900℃以下；
然后，向所述真空炉中充氩气对将焊接后的工件冷却至80℃以下出炉。
4.根据权利要求1所述的DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，其特征在于，在步骤三中，所述真空炉的真空度不低于4×10-2Pa。
5.根据权利要求1所述的DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，其特征在于，所述步骤一包括：除去待焊工件表面的杂质、油污以及氧化膜,利用砂纸对待焊工件的表面进行打磨,打磨后将待焊工件置于酒精中采用超声波清洗,然后吹干处理。
6.根据权利要求1所述的DD6单晶和GH3536合金的钎焊方法，其特征在于，所述步骤二包括：
将两个待焊工件搭接；
将两个待焊工件焊接固定；
将焊料放置在两个待焊工件相交的焊缝处。
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