一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置及方法与流程

1.本发明涉及航空发动机涡轮工作叶片叶尖盖板工艺孔的真空钎焊辅助工装技术领域，特别涉及一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置及方法。


背景技术：

2.目前新型航空发动机涡轮叶片在铸造过程中为了使陶型有效的定位，且保证后续能充分取出叶片陶芯，涡轮叶片叶尖盖板会预留3～5个φ1.2mm～φ2.0mm工艺孔，在铸造完成后为考虑气流等因素对其工艺孔使用钎料进行真空钎焊封堵；工艺孔尺寸越大，钎料在形成钎缝过程中不容易受控，从而导致真空钎焊难度大。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置及方法，以解决工艺孔尺寸越大，钎料在形成钎缝过程中不容易受控，从而导致真空钎焊难度大的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，包括基座、随行沉槽、凸台和沉孔；基座的上表面设置随行沉槽，随行沉槽内底部设置有凸台，凸台上设置有若干沉孔，沉孔个数和涡轮叶片盖板工艺孔个数相同。
6.进一步的，基座为陶瓷基座。
7.进一步的，随行沉槽的形状和涡轮叶片的叶尖相匹配。
8.进一步的，涡轮叶片的叶尖插进随行沉槽内时，涡轮叶片盖板落在凸台上，且涡轮叶片盖板上工艺孔和凸台上的沉孔一一对应。
9.进一步的，沉孔的个数为四个。
10.进一步的，沉孔深度为0.2mm。
11.进一步的，钎焊时要求钎料涂注高度不大于叶尖盖板高度0.3mm。
12.进一步的，钎料采用膏状钎料。
13.进一步的，钎料重量为g，设宏观下钎料与叶片母材因界面张力铺展形成的力为f
′
,辅助夹具对其钎料的作用力为f，满足f
′
f》g。
14.进一步的，一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊方法，包括以下步骤：
15.根据叶片形状选择有对应随行沉槽的基座；
16.在凸台的沉孔内注入钎料，控制钎料的量满足f
′
f》g，其中钎料重量为g，设宏观下钎料与叶片母材因界面张力铺展形成的力为f
′
,辅助夹具对其钎料的作用力为f；
17.在涂注完钎料后10～30分钟内将叶片装夹于基座内，基座内腔凸台端面与叶片盖板接触定位，完成焊接。
18.与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
19.本发明的目的是提供发动机涡轮工作叶片叶尖盖板真空钎焊装置，利用陶瓷与钎料不发生毛细作用进行扩散反应的原理，陶瓷温度远高于零件钎焊温度，该装置在真空钎
焊时能够给盖板工艺孔处涂注钎料一定的作用力，使其钎料在真空钎焊时不由于重力作用而掉落，对其工艺孔完全能够封堵。
20.控制钎料的重量保证钎料在钎焊时不掉落，本发明的装置简单、操作方便；能够解决不同型号涡轮工作叶片的叶尖盖板工艺孔真空钎焊时因孔径大难钎焊问题。
附图说明
21.图1是该装置的俯视图；
22.图2是该装置主视图；
23.图3是涡轮叶片盖板工艺孔图；
24.图4是涡轮叶片叶尖盖板工艺孔涂注钎料图示；
25.图5是该装置与叶片装配后图示；
26.图6是钎料受力简图；
27.其中：
28.基座1、随行沉槽2、凸台3和沉孔4。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明进一步说明：
30.请参阅图1至图5，一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，包括基座1、随行沉槽2、凸台3和沉孔4；基座1的上表面设置随行沉槽2，随行沉槽2内底部设置有凸台3，凸台3上设置有若干沉孔，沉孔4个数和涡轮叶片盖板工艺孔个数相同。
31.本发明的目的是提供发动机涡轮工作叶片叶尖盖板真空钎焊装置，利用陶瓷与钎料不发生毛细作用进行扩散反应的原理(必要时可以在陶瓷上涂注阻流剂)，陶瓷温度远高于零件钎焊温度，该装置在真空钎焊时能够给盖板工艺孔处涂注钎料一定的作用力，使其钎料在真空钎焊时不由于重力作用而掉落，对其工艺孔完全能够封堵。
32.该装置为陶瓷材料根据叶片叶尖区域随型制作，该装置整体为方块结构，低端为一大平面，上端制作成一种根据叶片叶尖区域随型，该装置内腔凸台端面与叶片盖板接触定位，该装置内壁辅助定位叶片型面，凸台端面与工艺孔接触区域有四个小凹坑，小凹坑高度尺寸为0.2mm，如图1、图2所示；钎焊时要求钎料涂注高度不大于叶尖盖板高度0.3mm，如图3、图4所示，在涂注完钎料后10～30分钟内将叶片装夹于该装置，防止时间过长膏状钎料凝固影响定位，时间过段粘接与该装置。
33.涡轮叶片盖板工艺孔一般采用膏状钎料对其涂注进行封堵，设其重量为g，微观下钎焊时钎料与叶片母材的界面张力进行铺展，钎料与叶片母材发生反应，设宏观下钎料与叶片母材因界面张力铺展形成的力为f
′
,辅助夹具对其钎料的作用力为f，即f
′
f》g，可以保证钎料在钎焊时不掉落，如图5所示。
34.一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊方法，包括以下步骤：
35.根据叶片形状选择有对应随行沉槽的基座；
36.在凸台的沉孔内注入钎料，控制钎料的量满足f
′
f》g，其中钎料重量为g，设宏观下钎料与叶片母材因界面张力铺展形成的力为f
′
,辅助夹具对其钎料的作用力为f；
37.在涂注完钎料后10～30分钟内将叶片装夹于基座内，基座内腔凸台端面与叶片盖
板接触定位，完成焊接。
38.前述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊方法的实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到本发明施例中的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置所对应的功能模块的功能描述。
39.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。


技术特征：
1.一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，包括基座(1)、随行沉槽(2)、凸台(3)和沉孔(4)；基座(1)的上表面设置随行沉槽(2)，随行沉槽(2)内底部设置有凸台(3)，凸台(3)上设置有若干沉孔，沉孔(4)个数和涡轮叶片盖板工艺孔个数相同。2.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，基座(1)为陶瓷基座。3.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，随行沉槽(2)的形状和涡轮叶片的叶尖相匹配。4.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，涡轮叶片的叶尖插进随行沉槽(2)内时，涡轮叶片盖板落在凸台(3)上，且涡轮叶片盖板上工艺孔和凸台(3)上的沉孔一一对应。5.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，沉孔(4)的个数为四个。6.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，沉孔深度为0.2mm。7.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，钎焊时要求钎料涂注高度不大于叶尖盖板高度0.3mm。8.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，钎料采用膏状钎料。9.根据权利要求1所述的一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，其特征在于，钎料重量为g，设宏观下钎料与叶片母材因界面张力铺展形成的力为f
′
,辅助夹具对其钎料的作用力为f，满足f
′
f>g。10.一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊方法，其特征在于，基于权利要求1至9任意一项所述的涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置，包括以下步骤：根据叶片形状选择有对应随行沉槽的基座；在凸台的沉孔内注入钎料，控制钎料的量满足f
′
f>g，其中钎料重量为g，设宏观下钎料与叶片母材因界面张力铺展形成的力为f
′
,辅助夹具对其钎料的作用力为f；在涂注完钎料后10～30分钟内将叶片装夹于基座内，基座内腔凸台端面与叶片盖板接触定位，完成焊接。

技术总结
一种涡轮工作叶片工艺孔的真空钎焊装置及方法，包括基座、随行沉槽、凸台和沉孔；基座的上表面设置随行沉槽，随行沉槽内底部设置有凸台，凸台上设置有若干沉孔，沉孔个数和涡轮叶片盖板工艺孔个数相同。本发明的目的是提供发动机涡轮工作叶片叶尖盖板真空钎焊装置，利用陶瓷与钎料不发生毛细作用进行扩散反应的原理，陶瓷温度远高于零件钎焊温度，该装置在真空钎焊时能够给盖板工艺孔处涂注钎料一定的作用力，使其钎料在真空钎焊时不由于重力作用而掉落，对其工艺孔完全能够封堵。对其工艺孔完全能够封堵。对其工艺孔完全能够封堵。


技术研发人员：王震 王瑞科 杨嘉 冯永龙 王昭 郭志全 胡宝珑 朱敏亮
受保护的技术使用者：中国航发动力股份有限公司
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2022/8/12