一种单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具和焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111730267A(43)申请公布日2020.10.02(21)申请号202010634885.6(22)申请日2020.07.03(71)申请人贵州乾鼎科技发展有限公司地址561000贵州省安顺市平坝区安平办事处塔山南社区逸夫小学(72)发明人徐宇彭潇禾(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人于晓波(51)Int.Cl.B23K37/04(2006.01)B23K3/08(2006.01)B23K1/008(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具和焊接方法(57)摘要本发明公开了一种单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具和焊接方法，属于焊接技术领域。该焊接夹具包括夹具本体、上侧夹持端、下侧夹持端和内槽口；所述内槽口为矩形凹槽，开设于所述夹具本体的一侧面上，矩形凹槽的上下两侧分别为上侧夹持端和下侧夹持端，所述上侧夹持端上开设螺孔；当所述单晶涡轮叶片的叶冠伸入所述内槽口后，将螺丝拧入螺孔中实现对叶冠的固定。采用该夹具进行真空钎焊，解决了焊接过程中焊缝过大、焊不实与焊接变形等问题。CN111730267ACN111730267A权利要求书1/1页1.一种单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具，其特征在于：该焊接夹具包括夹具本体、上侧夹持端、下侧夹持端和内槽口；其中：所述内槽口为矩形凹槽，开设于所述夹具本体的一侧面上，矩形凹槽的上下两侧分别为上侧夹持端和下侧夹持端，所述上侧夹持端上开设螺孔；当所述单晶涡轮叶片的叶冠伸入所述内槽口后，将螺丝拧入螺孔中实现对叶冠的固定。2.根据权利要求1所述的单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具，其特征在于：所述焊接夹具的材质为高纯石墨。3.根据权利要求1所述的单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具，其特征在于：所述内槽口的尺寸按照所要焊接叶片叶冠形状进行加工，内槽口厚度比实际叶冠厚度大1-2mm，夹具下侧夹持端比上侧夹持端长2-5mm。4.根据权利要求1所述的单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具，其特征在于：所述螺孔的直径大于5mm，并且螺口位置靠近夹具上侧夹持端的外端面，以避免螺孔位置与内槽中放置耐磨块位置重叠。5.根据权利要求1所述的单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具，其特征在于：所述内槽口的内侧面均采用刚玉涂料均匀涂抹，防止夹具与铸件和钎焊料在高温下发生反应。6.根据权利要求5所述的单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具，其特征在于：所述刚玉涂料是采用320目纯Al2O3粉与硅溶胶按照(5～10):1的重量比例均匀混合而成，或者，所述刚玉涂料直接采用单晶叶片陶瓷型壳用面层涂料；所述刚玉涂料涂抹后经干燥后方可使用。7.一种利用权利要求1-6任一所述焊接夹具进行的单晶涡轮叶片耐磨块的焊接方法，其特征在于：该方法是通过钎焊工艺将单晶涡轮叶片叶冠与耐磨块焊接在一起，具体包括如下步骤：(1)将耐磨块与叶片叶冠接触面清理干净，均匀涂抹钎焊料后，将耐磨块放入焊接夹具的内槽口内侧(耐磨块与内槽口内侧面紧密贴合)；(2)将叶片叶冠伸入内槽口中至其与耐磨块紧密接触，且叶冠下表面与夹具下侧夹持端的内表面紧贴，夹具上侧夹持端内表面与叶冠上表面之间留有1-2mm间隙；(3)在耐磨块和叶片叶冠接缝上部添加一层钎焊料，以保证钎焊过程中通过毛细作用吸入焊缝，保证焊缝质量；(4)按照钎焊料及叶片工艺要求进行真空钎焊。2CN111730267A说明书1/3页一种单晶涡轮叶片耐磨块的焊接夹具和焊接方法技术领域[0001]本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种单晶涡轮叶片耐磨块焊接方法。背景技术[0002]涡轮叶片是航空发动机和燃气轮机中的核心热端部件，承受着高温、高应力、高转速、环境腐蚀等工况条件。随着航空发动机与燃机轮机的发展，涡轮前进口温度不断提高，单晶涡轮叶片正在被广泛使用，并且叶片结构越来越复杂，越来越精细，精度要求越来越高。[0003]中大型航空发动机与燃气轮机多数采用叶片与涡轮盘分体结构。叶片采用榫齿结构与涡轮盘组装在一起，一般情况下相邻叶片叶冠间隙在0.1-0.5mm之间。在航空发动机与燃气轮机运行过程中，由于叶片振动或者高温变形，相邻叶片叶冠不可避免的发生碰撞和摩擦。一旦叶冠由于碰撞和摩擦发生变形或磨损，将导致叶片间隙过大，从而导致叶片振动过大，叶片易发生断裂，导致发动机或燃气轮机报废。因此相邻叶片叶冠一般都采用高温耐磨块进行间隔。[0004]高温耐磨块采用氩弧焊或真空钎焊连接于叶片叶冠接触面，氩弧焊一般用于低压涡轮叶片耐磨块的焊接，承温能力较低，真空钎焊可以焊接承温能力较高的耐磨块，多用于高压涡轮叶片。目前耐磨块真空钎焊通常是将耐磨块与叶片叶冠待焊接面通过工装进行组合，然后利用氩弧焊点焊将耐磨块与叶冠连接，在耐磨块与叶