某型號(hào)起動(dòng)機(jī)油道脫焊故障的檢查及改進(jìn)措施

張 敏

（中國(guó)航發(fā)南方工業(yè)有限公司，湖南 株洲 412002）

1 概 述

某型號(hào)系列起動(dòng)機(jī)是一種帶自由渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)。它主要用于主發(fā)動(dòng)機(jī)的地面起動(dòng)、冷運(yùn)轉(zhuǎn)、假開(kāi)車、啟封/油封，可用于輔助主發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)，也可以在動(dòng)力組件狀態(tài)下為飛機(jī)地面維護(hù)提供電能源。起動(dòng)機(jī)采用單元體結(jié)構(gòu)形式，分為燃?xì)獍l(fā)生器和動(dòng)力輸出單元體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝維護(hù)方便。

故障情況：某型號(hào)等9 臺(tái)空氣起動(dòng)機(jī)，在使用到給定的首次翻修間隔期1 000 次起動(dòng)后返廠檢查。檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)4 臺(tái)起動(dòng)機(jī)的油道上的燃油油管火焰釬焊焊縫處脫焊。

2 檢查情況

2.1 外觀檢查

油道故障件外觀：油管從油道管接頭釬焊處脫焊。分下油道后，油管從上整個(gè)脫出。管子外壁上有殘留釬料痕跡，殘留釬料的滲透深度較淺，該處焊縫按照釬焊工藝說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行。

2.2 無(wú)損檢查情況

對(duì)返廠檢查的其余5 臺(tái)起動(dòng)機(jī)和經(jīng)過(guò)1 000 次起動(dòng)返廠的油道及13 件在制品故障部位的釬焊質(zhì)量進(jìn)行了透視檢查，并和原型機(jī)進(jìn)行對(duì)比，檢查結(jié)果見(jiàn)表1 所示。

檢查結(jié)果表明，抽查的在制品和返廠檢查的油道，釬料在釬縫中的滲透深度均較淺，大部分在2～3 mm，最深處為4.8 mm。原形機(jī)樣件的透視檢查結(jié)果顯示，其釬料滲透深度較深為7.7 mm，釬料基本上已填滿整個(gè)釬焊接頭的縫隙（見(jiàn)表1 所示）。

與某型號(hào)油道燃油油管釬焊縫的外觀比較，原形機(jī)樣件燃油油管釬焊縫釬縫的圓角較小，外部釬料很少，無(wú)外部焊接缺陷。

表1 油道油管釬焊縫透視檢驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

3 復(fù)查情況

3.1 設(shè)計(jì)復(fù)查

對(duì)某型號(hào)起動(dòng)機(jī)油道的設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行復(fù)查，與原型機(jī)的圖樣對(duì)比，兩者尺寸、公差一致；復(fù)查手冊(cè)，無(wú)關(guān)于油管脫焊現(xiàn)象的描述。

3.2 工藝復(fù)查

3.2.1 零件材料

油道內(nèi)外襯套材料為0Cr15Ni5Cu2Ti，燃油油管和油管接嘴材料為1Cr18Ni9Ti，油道環(huán)材料為FY02-04，為改善釬焊性能，其表面鍍鎳6～9μm，釬料HL-312。

3.2.2 加工工藝

油道組合加工路線：先將油道外襯套、油道內(nèi)襯套和油道環(huán)采用真空釬焊進(jìn)行組合，然后采用火焰釬焊在外部組合燃油油管和油管接嘴。

油道火焰釬焊工藝流程如下：鉗工修配、清理→火焰釬焊（油道外襯套/燃油油管，燃油油管/油管接嘴，釬料HL-312）→洗滌（在60～95 ℃熱水中洗滌，去除釬劑殘?jiān)敢暀z查（按Q/2B397 檢查管內(nèi)無(wú)多余釬料及其他異物）→密封性試驗(yàn)（按某型號(hào)-JT-033，煤油壓力3.0～3.5 MPa，5 min）。

油道的焊接加工工藝自2001 年以來(lái)無(wú)更改?；鹧驸F焊工藝符合Q/2B376 釬焊工藝說(shuō)明書(shū)要求。

3.3 工藝分析

3.3.1 從油道的加工工藝流程來(lái)看，整個(gè)加工工藝流程安排合理。但由于在火焰釬焊之前有2 道真空釬焊工序，并且在火焰釬焊燃油油管的部位加工有一小孔，且要求火焰釬焊時(shí)不能堵塞該小孔，以免影響流量，故對(duì)焊工的焊接操作技能要求較高，若釬焊操作不當(dāng)，可能致使釬料堵塞小孔，并有可能導(dǎo)致真空釬焊縫重熔。

3.3.2 油道燃油油管材料1Cr18Ni9Ti 和油道外襯套材料0Cr15Ni5Cu2Ti 是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部件和部分渦輪零件大量使用的材料，其焊接性良好；燃油油管火焰釬焊使用的釬料為HL-312 銀基釬料，是銀釬料中熔點(diǎn)最低的釬料，具有良好的潤(rùn)濕性和填滿間隙的能力，其釬焊工藝性好、強(qiáng)度高。

3.3.3 燃油油管釬焊前的裝配組合間隙較均勻一致，裝配間隙在0.05～0.20 mm，符合設(shè)計(jì)圖樣要求，燃油油管火焰釬焊工藝成熟。

4 分析和討論

油道燃油油管的火焰釬焊，不存在工藝難點(diǎn)。但由于該處焊縫為Ⅲ級(jí)焊縫無(wú)內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)要求，即對(duì)釬焊滲透深度未作規(guī)定；同時(shí)在火焰釬焊燃油油管的部位加工有一小孔，火焰釬焊工序主要是人工操作，操作者在滿足釬焊要求的同時(shí)，還要避免釬料滲透深度過(guò)深堵塞小孔。而造成釬縫內(nèi)部釬料滲透深度較淺，通過(guò)上述檢查分析和與原型機(jī)樣件的焊接情況對(duì)比分析如下：

4.1 油道在火焰釬焊工序過(guò)程中，由于操作者擔(dān)心釬料滲透深度大而堵塞小孔影響流量以及真空釬焊縫重熔，有意識(shí)的控制了釬料的滲透深度，致使釬料滲透深度過(guò)淺，從而使釬焊接頭部位的強(qiáng)度降低。起動(dòng)機(jī)在多次起動(dòng)后，油道油管釬焊接頭處脫焊開(kāi)裂。

4.2 該釬焊縫符合Q/2B376 釬焊工藝說(shuō)明書(shū)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于該釬焊縫為Ⅲ級(jí)焊縫，釬焊后未對(duì)釬料滲透深度進(jìn)行檢查和控制。

4.3 Q/2B376 釬焊工藝說(shuō)明書(shū)中規(guī)定：Ⅲ級(jí)焊縫無(wú)內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)要求。此項(xiàng)規(guī)定不完善，實(shí)際操作指導(dǎo)意義不強(qiáng)，需進(jìn)一步完善。

5 危害性分析

根據(jù)油道裝配位置和結(jié)構(gòu)分析，燃油油管不是受力件。就故障件出現(xiàn)脫焊的部位來(lái)看，危害性分析如下：

5.1 該處為套管套接接頭，在未分解拆卸的狀態(tài)下，當(dāng)該處釬縫脫焊，不會(huì)造成油管脫落，不會(huì)對(duì)其它零件造成影響。

5.2 脫焊后，燃油從該處滲漏，使進(jìn)入火焰筒的燃油減少，可能影響燃燒穩(wěn)定和起動(dòng)機(jī)的輸出功率。

5.3 起動(dòng)機(jī)停車后，多余的燃油將從排漏管排出，對(duì)下次起動(dòng)不造成影響。

由于Q/2B376 釬焊工藝說(shuō)明書(shū)中對(duì)Ⅲ級(jí)焊縫無(wú)滲透深度要求，在油道油管進(jìn)行火焰釬焊工序時(shí)，由于操作者擔(dān)心滲透深度過(guò)深堵塞內(nèi)部小孔影響流量或真空釬焊縫重熔，有意識(shí)的控制釬料滲透深度而導(dǎo)致釬料滲透深度過(guò)淺，焊接強(qiáng)度下降，造成起動(dòng)機(jī)在多次起動(dòng)使用后油道油管釬焊脫焊。

6 糾正措施

6.1 完善Q/2B376-2008《釬焊工藝說(shuō)明書(shū)》，同時(shí)在工藝規(guī)程中增加“燃油油管釬縫的最小釬料滲透深度應(yīng)不小于5 mm”的規(guī)定。

6.2 燃油油管釬焊后增加透視檢查，檢查釬料滲透深度。

6.3 對(duì)燃油油管的已制品和在制品進(jìn)行返修。

7 措施驗(yàn)證

7.1 改進(jìn)措施驗(yàn)證

按改進(jìn)后的工藝對(duì)9 臺(tái)返廠檢查的油道和13件在制品按上述措施進(jìn)行了返修、透視和流量檢查。

油道油管釬焊縫返修后透視檢驗(yàn)結(jié)返修后油道透視檢查合格，流試檢查合格，改進(jìn)后的工藝措施合理可行。

7.2 故障模擬裝機(jī)試驗(yàn)

為驗(yàn)證油道脫焊后對(duì)起動(dòng)機(jī)工作的影響，抽取某型號(hào)-003 號(hào)機(jī)進(jìn)行油道脫焊驗(yàn)證試驗(yàn)。首先模擬油道脫焊模式，人為將油道油管機(jī)械脫開(kāi)。將油道模擬件裝整機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，起動(dòng)機(jī)共起動(dòng)35 次，包括起動(dòng)機(jī)狀態(tài)29 次、順序起動(dòng)4 次、大發(fā)冷運(yùn)轉(zhuǎn)2 次，試驗(yàn)過(guò)程中起動(dòng)機(jī)各參數(shù)符合要求，起動(dòng)機(jī)工作正常。起動(dòng)機(jī)分解后零部件檢查正常，油道故障模擬件無(wú)變化。

8 使用情況

8.1 起動(dòng)機(jī)

對(duì)廠內(nèi)起動(dòng)機(jī)按技術(shù)通知某型號(hào)-J485 對(duì)油道進(jìn)行返修，合格后裝機(jī)。

8.2 使用情況

通過(guò)上述檢查、試驗(yàn)和分析，表明油道油管脫焊會(huì)造成少量燃油在該處一定程度的滲漏，但不會(huì)影響起動(dòng)機(jī)的正常使用，外場(chǎng)起動(dòng)機(jī)原樣使用，但需根據(jù)使用情況對(duì)起動(dòng)機(jī)燃油流量和功率進(jìn)行監(jiān)控檢查。