張 敏

（中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司，湖南 株洲 412002）

1 概 述

某型號系列起動機是一種帶自由渦輪的發(fā)動機。它主要用于主發(fā)動機的地面起動、冷運轉(zhuǎn)、假開車、啟封/油封，可用于輔助主發(fā)動機空中起動，也可以在動力組件狀態(tài)下為飛機地面維護提供電能源。起動機采用單元體結(jié)構(gòu)形式，分為燃氣發(fā)生器和動力輸出單元體，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝維護方便。

故障情況：某型號等9 臺空氣起動機，在使用到給定的首次翻修間隔期1 000 次起動后返廠檢查。檢查時發(fā)現(xiàn)4 臺起動機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明書要求進行。

2.2 無損檢查情況

對返廠檢查的其余5 臺起動機和經(jīng)過1 000 次起動返廠的油道及13 件在制品故障部位的釬焊質(zhì)量進行了透視檢查，并和原型機進行對比，檢查結(jié)果見表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釬焊接頭的縫隙（見表1 所示）。

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

表1 油道油管釬焊縫透視檢驗對比結(jié)果

3 復(fù)查情況

3.1 設(shè)計復(fù)查

對某型號起動機油道的設(shè)計圖樣進行復(fù)查，與原型機的圖樣對比，兩者尺寸、公差一致；復(fù)查手冊，無關(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，去除釬劑殘渣）→透視檢查（按Q/2B397 檢查管內(nèi)無多余釬料及其他異物）→密封性試驗（按某型號-JT-033，煤油壓力3.0～3.5 MPa，5 min）。

油道的焊接加工工藝自2001 年以來無更改?；鹧驸F焊工藝符合Q/2B376 釬焊工藝說明書要求。

3.3 工藝分析

3.3.1 從油道的加工工藝流程來看，整個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，且要求火焰釬焊時不能堵塞該小孔，以免影響流量，故對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)動機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，是銀釬料中熔點最低的釬料，具有良好的潤濕性和填滿間隙的能力，其釬焊工藝性好、強度高。

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。但由于該處焊縫為Ⅲ級焊縫無內(nèi)部質(zhì)量檢驗要求，即對釬焊滲透深度未作規(guī)定；同時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，還要避免釬料滲透深度過深堵塞小孔。而造成釬縫內(nèi)部釬料滲透深度較淺，通過上述檢查分析和與原型機樣件的焊接情況對比分析如下：

4.1 油道在火焰釬焊工序過程中，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，有意識的控制了釬料的滲透深度，致使釬料滲透深度過淺，從而使釬焊接頭部位的強度降低。起動機在多次起動后，油道油管釬焊接頭處脫焊開裂。

4.2 該釬焊縫符合Q/2B376 釬焊工藝說明書標準要求。由于該釬焊縫為Ⅲ級焊縫，釬焊后未對釬料滲透深度進行檢查和控制。

4.3 Q/2B376 釬焊工藝說明書中規(guī)定：Ⅲ級焊縫無內(nèi)部質(zhì)量檢驗要求。此項規(guī)定不完善，實際操作指導(dǎo)意義不強，需進一步完善。

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，不會造成油管脫落，不會對其它零件造成影響。

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

5.3 起動機停車后，多余的燃油將從排漏管排出，對下次起動不造成影響。

由于Q/2B376 釬焊工藝說明書中對Ⅲ級焊縫無滲透深度要求，在油道油管進行火焰釬焊工序時，由于操作者擔(dān)心滲透深度過深堵塞內(nèi)部小孔影響流量或真空釬焊縫重熔，有意識的控制釬料滲透深度而導(dǎo)致釬料滲透深度過淺，焊接強度下降，造成起動機在多次起動使用后油道油管釬焊脫焊。

6 糾正措施

6.1 完善Q/2B376-2008《釬焊工藝說明書》，同時在工藝規(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 對燃油油管的已制品和在制品進行返修。

7 措施驗證

7.1 改進措施驗證

按改進后的工藝對9 臺返廠檢查的油道和13件在制品按上述措施進行了返修、透視和流量檢查。

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

7.2 故障模擬裝機試驗

為驗證油道脫焊后對起動機工作的影響，抽取某型號-003 號機進行油道脫焊驗證試驗。首先模擬油道脫焊模式，人為將油道油管機械脫開。將油道模擬件裝整機進行試驗，起動機共起動35 次，包括起動機狀態(tài)29 次、順序起動4 次、大發(fā)冷運轉(zhuǎn)2 次，試驗過程中起動機各參數(shù)符合要求，起動機工作正常。起動機分解后零部件檢查正常，油道故障模擬件無變化。

8 使用情況

8.1 起動機

對廠內(nèi)起動機按技術(shù)通知某型號-J485 對油道進行返修，合格后裝機。

8.2 使用情況

通過上述檢查、試驗和分析，表明油道油管脫焊會造成少量燃油在該處一定程度的滲漏，但不會影響起動機的正常使用，外場起動機原樣使用，但需根據(jù)使用情況對起動機燃油流量和功率進行監(jiān)控檢查。