航空發動機維修用硬質合金鉸刀焊接夾具

摘 要：文章以某型航空發動機大修中經常使用硬質合金與結構鋼釬焊刀具的加工用焊接夾具為研究對象，該刀具切削部分具有較好的切削性能、較高的硬度，尾柄部分具有較好的韌性，能夠在一定范圍內發生彈性變形，適應現場復雜的切削環境。因此此焊接夾具需要滿足硬質合金與結構鋼釬焊工藝要求，通過研究其工藝過程，掌握其工作原理，達到可以進行回轉類焊接刃具中硬質合金與結構鋼釬焊的毛胚料批產。

關鍵詞：硬質合金；結構鋼；釬焊；焊接夾具

1 概述

某型航空發動機大修中經常使用硬質合金與結構鋼釬焊刀具在使用過程中受到加工材料、加工工藝的影響，在復雜的使用環境中需要高強度，高質量的焊接刀具，在焊接刀具加工過程中，刀具焊接工序至關重要，下文通過了解硬質合金焊接工藝，掌握其需求，最終設計并制造了硬質合金與結構鋼焊接夾具。

2 硬質合金與結構鋼的釬焊工藝及對焊接夾具的需求

2.1 硬質合金與結構鋼的釬焊工藝

（1）焊前準備。應制造出帶有一定形狀的焊接體，焊接體表面沒有氧化物覆著，保證焊接要求。

（2）釬焊過程。a.焊接回轉類刀體毛胚時需要將兩段焊接體分別裝夾在同軸的夾具上，使用釬料、釬劑將焊接位置封閉，保護焊縫、釬料，保證焊接時不被空氣氧化。焊接過程中要均勻加熱，保證合金與結構鋼基體受熱均勻，否則會出現斷刀的問題。b.釬焊后冷卻。為防止冷卻時硬質合金片受到拉應力而出現裂紋。通常焊接后工件立即放入石灰或木炭粉中，使工件緩慢冷卻。有條件的可在焊后低溫回火6-8h。采用低溫回火處理可以消除部分焊接應力，減小硬質合金裂紋的產生。c.焊后清理。要清除多余釬料、釬劑和氧化物，需要焊接后將冷卻的工件放入沸水中煮1.5小時，再進行噴砂，可清除焊接中附著釬料、釬劑和氧化物，為后續加工打好基礎。

（3）釬焊的質量檢驗。正常的焊縫應均勻無黑斑，釬料未填滿的焊縫不大于焊縫總長10%，焊縫寬度小于0.15mm。可采用著色法檢測硬質合金微裂紋，先將零件表面噴洗，干后噴滲透劑。待滲透劑干后噴清洗劑。將裂面的紅色沖掉。待干后噴白色的顯示劑。如有紅色出現，那里就是裂紋。

2.2 硬質合金與結構鋼的焊接夾具的需求

焊接夾具需求：（1）焊接中刀柄、刀頭部分容易裝夾，焊劑、焊料容易填裝；（2）焊接后刀具毛坯容易取下；（3）焊接后刀桿刀柄相對兩側頂心孔跳動在0.2以內；（4）焊接后刀具能夠在使用現場正常使用，不脫焊。通過以上要求說明此夾具設計有一定的特殊性，只能適應相對固定的生產環境使用。

3 硬質合金與結構鋼的焊接夾具設計結構說明

（1）硬質合金與結構鋼的對焊接夾具總體結構說明。

a.刀具結構（如圖1）。b.焊接夾具總體結構（如圖2）

（2）焊接夾具詳細結構說明。焊接夾具包括底座、立柱、刀柄夾具、合金棒夾具、上下調整機構、鎖緊機構及壓力機構。底座包括手推車、夾具底座；刀柄夾具包括莫氏錐套、壓緊錐套、壓緊螺母及回彈裝置；合金棒夾具包括夾盤、旋轉軸；上下調整機構包括齒輪、齒條；鎖緊機構包括偏心軸、手柄；壓力機構包括手柄、齒輪、齒條、回位裝置。

（3）焊接夾具使用方法。焊接夾具在使用前應調整所述刀柄夾具、合金棒夾具同軸度符合工藝要求，由底座移動到焊接位置，將刀柄和合金棒分置于刀柄夾具、合金棒夾具上，通過上下調整機構調整到正確焊接位置（高頻釬焊感應圈位置固定），通過所述壓力機構壓緊焊接部位，焊牢刀體，刀柄夾具、合金棒夾具松開刀體，通過底座上孔將焊好刀體傳到底座相應碳盤內。

（4）焊接刀具常溫力學實驗及結論。通過焊接后加工試件，在拉力機上測試焊縫承受靜拉力，焊接刀桿可抗拉力19070N。

（5）試件的加工實驗。通過現場對渦輪盤進行切削，實驗效果良好，孔同軸度為0.025。

（6）結論。釬焊刃具可以完成預先設計好試驗，加工效果符合工藝要求。

4 結束語

通過應用此焊接夾具能夠達到硬質合金與結構鋼釬焊刀具的生產工藝要求，在后續的現場加工中刀具能夠達到外購同類刀具的技術要求。

參考文獻

[1]呂鵬，劉慶梅，徐楠.刃具硬質合金與結構鋼釬焊工藝研究[J].中國新產品新技術，2012，19.

[2]李寧，呂鵬.硬質合金與結構鋼釬焊刀具切削實驗及數據分析[J].中國新產品新技術，2014，1.

[3]呂鵬，劉軍 ，尹晶輝.航空發動機用硬質合金焊接絞刀的加工工藝[J].中國新產品新技術，2015，11.