【康沃真空網(wǎng)】說(shuō)起對(duì)釬焊的認(rèn)知，大家的腦海里都會(huì)浮現(xiàn)出用電烙鐵和錫絲將電子元件線(xiàn)路連接的情景，這是釬焊連接中最常見(jiàn)的一種焊接方式。通過(guò)釬料的熔點(diǎn)不同，釬焊分為硬釬焊和軟釬焊：即釬料熔點(diǎn)溫度低于450℃的釬焊我們稱(chēng)之為軟釬焊，錫釬焊便屬于軟釬焊；釬料熔點(diǎn)溫度大于450℃的釬焊則稱(chēng)之為硬釬焊，火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、真空釬焊都屬于硬釬焊。
而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的加工與制造領(lǐng)域，真空釬焊技術(shù)因其無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用，比如發(fā)動(dòng)機(jī)蜂窩環(huán)的釬焊、渦輪導(dǎo)向葉片導(dǎo)流管的釬焊、葉片釬焊修復(fù)等眾多案例。
有人會(huì)問(wèn)“真空釬焊”無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)到底有哪些呢？
各位看官先不著急，容我先來(lái)說(shuō)一下真空釬焊的原理：真空釬焊一般都使用真空釬焊爐作為加熱設(shè)備，將裝配好釬料的待焊零件放置在真空釬焊爐內(nèi)，爐內(nèi)真空度小于2x10-2pa，爐內(nèi)勻速升溫直至達(dá)到釬焊溫度點(diǎn)后進(jìn)行保溫，到達(dá)釬焊溫度點(diǎn)時(shí)，釬料開(kāi)始熔化而母材不熔化，液態(tài)金屬潤(rùn)濕待焊部位，通過(guò)毛細(xì)流動(dòng)使熔化的金屬填充滿(mǎn)整個(gè)焊縫，從而形成牢固的釬焊接頭。
在了解完釬焊原理后，我們可以發(fā)現(xiàn)其最大的優(yōu)點(diǎn)包括幾乎不產(chǎn)生應(yīng)力變形、異種材料焊接性能優(yōu)越、抗氧化等，故廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶有內(nèi)部通道和薄壁特征零部件的焊接。
在了解了真空釬焊優(yōu)勢(shì)后，我們發(fā)現(xiàn)真空釬焊技術(shù)的存在為航空零部件的加工制造領(lǐng)域解決了很多難題。其中一個(gè)典型的應(yīng)用便是葉片的裂紋修復(fù)。裂紋是發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件長(zhǎng)期工作后失效的主要損傷形式之一。
通常我們修復(fù)裂紋的方式有兩種，一種是熔焊修復(fù)，另一種方法便是真空釬焊修復(fù)。由于熔焊在修復(fù)過(guò)程中采用局部加熱，會(huì)使焊縫及熱影響區(qū)發(fā)生較大的變形，對(duì)于薄壁零件還可能會(huì)產(chǎn)生新的裂紋。而真空釬焊修復(fù)采用整體加熱，零件變形小，所以在熱端部件的修復(fù)，主要采用方式是真空釬焊修復(fù)。
真空釬焊修復(fù)流程主要包括清理、裂紋填充、真空釬焊及焊后處理四道工序。
零件清理方式包括了酸洗剝離保護(hù)性鋁硅涂層，氟化物離子清理去除殘余裂紋處氧化物以及高溫凈化處理去除表面殘留積碳，使零件表面保持潔凈狀態(tài)。
而用于裂紋填充釬料一般采用與葉片基體材料相近的低熔點(diǎn)合金粉末，加入鉻、鎢、鉭及鈷等強(qiáng)化元素和用于降低熔點(diǎn)的硼元素。通過(guò)丙酮將釬料稀釋并裝配到注射器中，將注射器針頭對(duì)準(zhǔn)裂紋部位，緩緩將釬料覆蓋在裂紋表面。
然后將裝配好的零件放置在真空爐內(nèi)，通過(guò)依次開(kāi)啟機(jī)械泵、旋片泵、羅茨泵將爐內(nèi)真空度抽至低于2x10-2Pa以?xún)?nèi)，爐體開(kāi)始勻速升溫，爐內(nèi)溫度到達(dá)真空釬焊保溫溫度點(diǎn)時(shí)，釬料金屬達(dá)到液相溫度后熔化成液態(tài)金屬，在裂紋部位毛細(xì)作用下填滿(mǎn)整個(gè)裂紋空間。這種工藝擴(kuò)散均勻，可使釬料金屬擴(kuò)散到高溫合金粉末和周?chē)幕w金屬中，同時(shí)使殘余的硼從焊接區(qū)擴(kuò)散出去。完成真空釬焊后通過(guò)鉗工修整使之恢復(fù)到接近圖紙尺寸。
針對(duì)于真空釬焊裂紋修復(fù)技術(shù)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)完成了多種材料的葉片的修復(fù)技術(shù)開(kāi)發(fā)。
北京航材院開(kāi)發(fā)了K447A材料葉片的釬焊修復(fù)工藝，修復(fù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用Co45NiCrWB釬料、釬焊溫度為1180℃、保溫30min的釬焊工藝，成功獲取了致密完整的釬焊接頭，且接頭部位高溫持久性能達(dá)到母材的60%以上。
沈陽(yáng)金屬研究所開(kāi)發(fā)了DZ40合金葉片的釬焊修復(fù)工藝，修復(fù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用Ni-Cr-Co基釬料、釬焊溫度為1170℃、保溫15min的釬焊工藝，成功獲取了致密完整的釬焊接頭且在980℃加載83MPa條件下接頭的持久壽命可達(dá)18h。
北京的625所開(kāi)發(fā)了K403合金葉片的釬焊修復(fù)技術(shù)，采用3P1釬料、釬焊溫度為1230℃、保溫10min，進(jìn)行K403合金葉片釬焊，可以獲得無(wú)缺陷的與基體組織相似的釬焊接頭，其1000℃下高溫拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到基體強(qiáng)度的90％，高溫持久強(qiáng)度可以達(dá)到基體強(qiáng)度的70％以上。
我相信大家經(jīng)過(guò)上述內(nèi)容的了解后，對(duì)真空釬焊及裂紋修復(fù)技術(shù)有了進(jìn)一步的認(rèn)知。真空釬焊裂紋修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以降低運(yùn)行成本，還可以提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用可靠性，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的加工與制造領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。
