发动机阀座组件软钎焊工艺研究.pdf

制造技术研究
2012年10月第5期
发动机阀座组件软钎焊工艺研究
高凤林孔兆财邹鹤飞江东孙敏力
(首都航天机械公司,北京100076)
摘要:研究了某型号发动机阀座组件的软钎焊制造工艺难题,并针对LF6阀座工D10
法兰盘与00Cr17Ni14Mo2波纹管钎焊试验过程进行分析,最终确定了影响阀座组件钎焊质
量的生产工艺机理。创新改进、优化控制后,突破了生产技术制造瓶颈,使产品合格率大幅
度提高,保证了高密度发射批产的需求。
关键词:阀座组件;钎焊;工艺机理;优化控制
A Study of Induction Soldering Technics on Valve Components of Engine
Gao Fenglin Kong Zhaocai Zou Hefei Jiang Dong Sun Minli
Capital Aerospace Machinery Company, Beijing 10076)
Abstract: The soldering technics on the valve components of the engine was researched, and the soldering
process was analyzed among the experimental process of LF6 valve seat, LD10 flange and 00CR17NI14MO2
corrugated tube. The productional process and mechanism affecting the soldering quality of the valve components
have been confirmed. The bottle-neck of the productional technical has been broken after improvement and optim
conrol, which improved the pass rate of the product and assured the requirement of the high-density launch perio/
Key words: valve components; soldering:; process and mechanism; optimal contro
引
阀座组件由LD10法兰盘、LF6阀座和
00Cr17Ni14Mo2波纹管采用软钉焊而成,如图1所示。
波纹管
法兰盘
该组件软钎焊生产工艺复杂,制造难度大。由于使用
图1阀座组件示意图
工况的特殊需求,阀座组件的生产制造质量显得尤为
重要。在以往的生产制造中,为了满足设计技术要求,
试验方法
经复杂的工艺制造过程和各项严格质量检测方法的
筛选,该组件产品的合格率仅为35%左右,导致阀座
阀座组件钎焊试验采用与正式产品同种材料、同
组件产品的生产经常成为制造短线。为此,开展了阀
样尺寸结构的试验模拟件,按现有工艺流程和规范进
座组件制造工ど技术研究,并对其生ア产工ど机理进行行钎焊,如图2所示
了一系列的试验分析,解决了棘手的生产工艺难点,
选用电炉做为波纹管挂锡的加热设备,加热炉用
确保了产品质量,为网座组件的批生产需求提供了保
来配置微活性钎剂。选用QH5-5-500型钎焊炉,钎焊
功率为5kW,加热速率均满足产品生产需求,阀座的
作者简介:高风林(1962),特级技师,焊接专业:研究方向;焊接技术工艺应用
与实践。
收稿日期:2012-08-26
制造技术研究
航天制造技术
漄锡?对接均由QH5-5-500钎焊炉来完成。
黑线即结合不好。而浸锌时间为90~120s,浸锌层达
到一定厚度,后镀铜层与基体结合良好,微观组织
法兰盘毛坯
阀座毛还
微活性锊剂配制
显示无明显孔隙,说明通过优化浸锌时间控制浸锌层
吹砂
吹砂
的厚度能直接改善镀铜层与基体的结合性能。
镀铜
镀铜
座毛坯灌锡
法兰盘毛坯灌锡
活性钎剂配制
车加工
波纹管挂锡
阀座毛坯与波纹管对
车加
压密封图
法兰盘阳极化
车加工
法兰盘与阀座对接气密试验串气实验CT实验
总检、交付
a浸锌优化前400
图2阀座组件工艺流和
3钎焊工艺
波纹管纽件的锡铅钎焊难度大,由于受影响因素
较多,因此需固化制造工艺,保持工艺方法相对一致。
阀座组件锡铅钎焊主要有四个步骤:毛坯吹砂镀
b浸锌优化后600x
铜一一毛坯灌锡一一波纹管挂锡对接一一阀座与法
图3浸锌优化前后的镀铜层与基体结合
兰盘对接钎焊。
3.1钎剂的配制
3.2.3镀铜工艺
活性钎剂的配制:将8~20g氯化亚锡加入250~
阀座毛坯、法兰盆毛坯灌锡前需镀铜处理。镀铜
320g盐酸中,加入约100g金属锌,放入玻璃器皿中质量直接影响后续锡铅钎焊质量。由于阀応组件和法
加盖备用。配置过程中有较强刺激气味,故需在无人兰盘钎焊槽深4m,宽度仅24m,属窄深槽电镀,
通风处现用现配制。
窄深槽电镀层存在以下技术难点:铝合金上铜镀层厚
微活性钎剂的配制:加热熔化90g凡士林,温度度无法测量:在铝合金上.镀铜,镀层结合力不易控制
120~130℃,加入10~40g丙三醇,5~20g石蜡切片
窄深槽内镀层的均匀性和粗糙度不易控制。而槽内镀
完全溶化后,加入S6g松香粉末,最后加入12g氯化层的厚度、均匀性、结合力和表面粗糙度都可能直接
锌及6g氯化铵,直至完全熔化,冷却至室温
影响钎焊性能。
3.2毛坯吹砂镀铜
针对以上问题,采取了相关技术措施和工艺方
3.2.1吹砂工艺
法
采用0.5~0.6MPa压力,选用Ⅰ类砂对法兰盘毛
a.通过对毛坯凹槽均匀吹砂,控制表面粗糙度
坯与阀座毛坯的待焊灌锡凹糟进行吹砂,吹砂时,喷均匀性,改善镀层结合力:
嘴距离钎焊凹槽约100~500mm,吹一遍即可。
b.做好电镀前处理,浸锌处理后尽快转入氰化
2.2浸锌工艺
镀铜,保证镀层结合力
浸锌主要目的是提高铝合金基体与镀铜层的结
c.酸性电镀时先采用大电流冲击,提高镀层覆
力,浸锌层只有达到一定的厚度才能提高结合力,盖能力,然后改用中等电流密度,电镀过程中,翻转
否则难以达到浸锌目的,浸锌工艺中浸锌时间是关摆动零件,保证镀层均匀性;
键。从图3金相检测结果可以看出,浸锌时间为10~
d.严格控制电流密度和电镀时间,保证镀层厚
60s,对应的槽内浸锌层太薄甚至无浸锌层,镀铜层度。
与基体之间脱开,镀铜层与基体之间为空隙,表现为
经技术和工艺方法改进后,后续灌锡过程中仍出