0 前言

超转限制活门组件是某燃油泵-调节器中重要的安全控制部件，其转速限制精度及使用寿命均已达到国内领先水平，目前不仅装配于某发动机，还可装备于我国民用航空，具有重要的应用价值和推广意义。基于其工作特性，超转限制活门组件结构和选材须同时具备高耐磨性、高强度、高可靠性等特性，由GH4169（活门芯）和高硬度的Co-Cr-W（活门套）两种不同材料真空钎焊而成。高温合金和硬质合金异种金属采用金基钎料BAu70NiPd1005/1045钎焊属于新领域，现场生产过程中产品的一次交检合格率不足10%，严重影响中国航发西安动力控制科技有限公司的生产任务交付。因此研究和解决某超转限制活门组件的真空钎焊对提高公司的科研及焊接技术水平以及完成生产任务都有非常重要的意义。

3.1 为职业教育改革与职业农民培养提供了实证案例 在全国率先开展了新型青年职业农民定向培养的探索和实践，有效破解了高校农业类专业招生难、就业难和基层农村人才短缺三大困境，开创了全国首家基于高职学历教育体系且由地方政府财政资助学费的、为基层农村培养青年职业农民的办学模式，为高职教育改革与职业农民培育提供了改革方向和示范样本，先后被江苏农林职业技术学院、芜湖职业技术学院、嘉兴职业技术学院等省内外兄弟院校广为采用。

通过对某超转限制活门组件钎料的选择装填、专用夹具的设计制造、真空钎焊及补焊参数等工艺方案的确定等进行试验研究，最终使得某超转限制活门组件真空钎焊一次交检合格率达80%以上，并且满足生产加工及焊接质量要求。

1 活门组件的结构特点

超转限制活门组件由活门芯和5段活门套真空钎焊[1]而成，如图1所示。活门套采用高硬度、高耐磨性的Co-Cr-W合金新材料，活门芯选用GH4169材料；两部分选用润浸性强的高含金量BAu70NiPd1005/1045焊料焊接为一体，超转限制活门的结构和选材同时具备高耐磨性、高强度等特性，能够在某液压机械装置的复杂工作环境中使用。

图1 超转限制活门组件示意

1.1 活门芯

活门芯选用GH4169高温合金材料[2]。GH4169合金是以体心四方的γ′′与面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金首位，且具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能以及加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，广泛用于制造燃气涡轮发动机的高温工作构件。GH4169的化学成分和机械性能分别如表1、表2所示。

那些喜欢长跑的朋友感受会更深。在漫长的跑步中,他们感受到清晰的、可以承受的疼痛,他们为这种疼痛感到高兴。他们不与别人赛跑,而是以和自己对抗为乐,“比上一次跑得好”,他们不再在乎别人的眼光,更看重“自我激励”。这是何等的孤独啊,但是在孤独中又似乎在生发出希望。

表1 GH4169材料化学成分%

w（C）≤0.08 w（Cr）17.0～21.0 w（Ni）50.0～55.0 w（Mo）2.8～3.3 w（Al）0.2～0.6 w（Ti）0.65～1.15 w（Nb）4.75～5.50 w（其他）余量

表2 GH4169材料机械性能

σb/MPa 1 275 σ0.2/MPa 1 030 δ/%12 ψ/%15

1.2 活门套

活门套采用高硬度、高耐磨性的Co-Cr-W合金新材料。该材料为粉末冶金制品，具有较高的强度、硬度和优良的耐磨、耐蚀性能，以及较好的红硬性，常用于零件表面堆焊。其化学成分如表3所示，机械性能如表4所示。

表3 Co-Cr-W合金材料化学成分%

w（C）0.5～1.0 w（Cr）28.0～34.0 w（W）19.0～28.0 w（V）2.0～6.0 w（Ni）2.0～5.0 w（Fe）≤5.0 w（Co）余量

表4 Co-Cr-W合金材料机械性能

室温硬度/HRC 55抗压强度/MPa 1 500抗拉强度/MPa 400

1.3 焊料

焊料采用金基钎料[3]BAu70NiPd1005/1045，其化学成分及焊接参考温度如表5所示。

表5 BAu70NiPb1004/1045钎料化学成分及温度

化学成分/% 温度T/℃w（Au）69.5～70.5 w（Pb）7.5～8.5 w（Ni）余量w（其他）≤0.05固相线1 005液相线1 045钎焊温度1 045～1 220

2 工艺分析及具体方案

2.1 结构分析

超转限制活门组件的焊接（即高温合金与硬质合金异种金属的焊接）技术的研究尚属新领域，且高温合金和Co-Cr-W[4]硬质合金的导热系数差距很大，焊接加热过程中在两种材料受热不均的情况下零件很容易产生裂纹。查阅大量关于金基钎料BAu70NiPd1005/1045、高温合金GH4169及Co-Cr-W硬质合金的资料[5]，制定了初步试验方案。金基钎料的焊接温度1 070～1 090℃，试验方案及结果见表6。

图2 超转限制活门组件焊接夹具示意

装钎料时，先将钎料按片状环（宽1.2mm、厚0.055mm）、丝状环（焊丝直径φ0.45mm）、丝状环（焊丝直径φ0.6mm）在φ3.8mm的芯棒上绕制成相应环状。然后将清洗干净的工装、零件、钎料依次装在活门芯上，再套上套筒。为保证焊料、工装及零件在焊接过程中位置不发生变化，钎料需填满并卡住工装和零件，且每段活门台阶钎料的添加量均不相同，因此需在φ4.8mm的槽内分别添加不同数量的片状环与丝状环。

2.2 具体方案

由图1可知，超转限制活门组件由活门芯和5段活门套真空钎焊而成，且5段活门套在活门芯上的位置均不相同。为了保证超转限制活门套在活门芯上的位置尺寸，设计制造了专用焊接夹具。同时5段活门套中最长一段的尺寸仅为φ5.9×6mm，且活门套与活门芯之间的间隙仅1.5mm，要在圆周方向装满钎料难度很大。为了装填钎料，分别在5段支撑环的两端开φ4.8×1mm的槽，如图2所示。

参考文献：

由上述结果可知，超转限制活门组件经补焊后虽达到焊接加工质量要求及使用性能，但一次交检合格率低，仍需进一步试验研究获得最优工艺参数。制定了表7中方案三参数，但焊后钎透率仍未达到焊接质量要求。将钎焊温度升高至1 090℃后，焊缝钎透率和外观质量均合格，一次焊接合格，零件满足焊接加工要求及使用性能要求。

表6 金基钎料BAu70NiPd1005/1045真空钎焊试验方案及结果

方案方案一方案二方案三方案四方案五真空度/Pa 3×10-2 3×10-2 3×10-2 3×10-2 3×10-2温度/℃920 920 920 920 920保温时间/min 20 20 20 20 20钎焊温度/℃1 060 1 070 1 080 1 090 1 100钎焊时间/min 25 25 25 25 25试验结果钎料铺展效果差钎料铺展效果好，润湿性较好，能够形成良好钎缝钎料铺展效果好，润湿性较好，能够形成良好钎缝钎料铺展效果好，润湿性较好，能够形成良好钎缝钎料铺展效果好，润湿性好，但已出现溶蚀现象

表7 超转限制活门组件真空钎焊试验方案

方案方案一方案二补焊方案三方案四真空度/Pa 3×10-2 3×10-2 3×10-2 3×10-2 3×10-2温度/℃920 920 920 920 920保温时间/min 20 20 20 20 20钎焊温度/℃1 070 1 076 1 070 1 076 1 090钎焊时间/min 20 25 5 20 20试验结果钎透率未达到85%，零件报废焊缝不饱满，需进行补焊焊缝饱满、外观焊缝连续均匀，满足焊接质量要求焊缝外观质量检查合格，钎透率不合格焊缝外观质量检查合格，钎透率合格

图3 超转限制活门组件剖切后的焊缝

3 工艺流程及参数确定

在查阅大量资料并经过多次试验后，最终确定XX-1411超转限制活门组件真空钎焊的焊接流程及参数如表8所示。

4 结论

（1）合理的装填钎料及工装是超转限制活门组件焊接成功的关键之一。通过完善钎料装填方式及专用焊接夹具，最终得出合理的焊接方案。

用不同载体研制的微生物接种剂不仅对苏丹草的生长和品质以及土壤养分有一定的影响，而且可调控土壤的微生物区系，抑制病原菌的生长。

（3）采用金基钎料BAu70NiPd1005/1045钎焊的活门组件，钎缝连续、光滑、均匀，钎焊接头的力学性能较好，具有高耐磨性、高强度、高可靠性，能够满足XX-13液压机械装置的复杂环境。

（2）高温合金GH4169与Co-Cr-W硬质合金可采用金基钎料BAu70NiPd1005/1045进行真空钎焊焊接。钎料对两种母材有良好的润湿性，当钎焊温度及保温时间适中时，钎缝与母材之间的冶金结合良好，基本无夹渣或孔洞等缺陷。

焊接工艺参数：抽真空至3×10-2Pa，以10℃/min的升温速率加热至920℃，保温20 min；以15℃/min的速率加热至1 090℃，保温20 min；随炉冷却，钎焊完成。补焊工艺参数：抽真空至3×10-2Pa，90 min加热至920℃，保温10 min；以15℃/min的速率加热至1070℃，保温5min；随炉冷却，补焊完成。

5.立体化行政效能监察平台。诸暨市纪委在中心设立“机关效能监察投诉中心”，与中心纪工委合署办公，建立行政审批、应急管理、社会服务、电子政务等监督管理体系和考核奖惩机制，对行政审批部门、办事窗口及工作人员和应急管理、社会管理、网络管理等联动单位的行风效能进行监督检查和考核评议、责任追究。2012年，根据乡镇行政中心建设实际，制定中心建设和管理考评的制度，并进行监督检查。

表8 超转限制活门组件真空钎焊流程及参数

工序号0 5 1 0 15 20 25 30 35 40 45工序名称启封打光清洗制备焊料清洗装配真空钎焊车工装检验补焊工序内容将零件用无水乙醇溶液清洗干净，时间为5 min。用≥5#金相砂纸将焊料和零件待焊接表面打光。将零件先用酒精溶液清洗干净，再用丙酮溶液清洗，时间为5 min。将焊料按以下规格在φ3.5的芯棒上绕制成相应的环状规格：①片状环：宽1.2mm、厚0.055mm；②丝状环：焊丝直径φ0.45。将焊料用酒精溶液清洗干净，再用丙酮溶液清洗，时间为5 min。按图纸装配零件和焊料第一步：在活门芯上依次安装工装支撑环Ⅰ和长度4.3mm的活门套1，并在活门芯和活门套1的间隙处安装3片片状环料。注意不得少装、漏装片料；第二步：在活门芯上安装工装支撑环Ⅱ，并在支撑环两端槽内各装填2～3个丝状环；安装长度3mm的活门套2，并在其与活门芯的间隙处安装3片片状环料。注意，由于料宽1.2mm，因此在安装时应均匀超出零件环两端，且不得少装、漏装片料；第三步：在活门芯上安装工装支撑环Ⅲ，并且在支撑环两端内装填3～4个丝状环；安装长度4.7mm的活门套3，并在其与活门芯的间隙处安装4～5片片状环料。注意，由于料宽1.2mm，因此在安装时应均匀超出零件环两端，且不得少装、漏装片料；第四步：在活门芯上安装工装支撑环Ⅳ，并且在支撑环两端槽内各装填2～3个丝状环；安装长度5.6mm的活门套4，并在其与活门芯的间隙处安装5～6片片状环料。注意，由于料宽1.2mm，因此在安装时应均匀超出零件环两端，且不得少装、漏装片料；第五步：在活门芯上安装工装支撑环Ⅴ，并且在支撑环两端槽内装填2～3个丝状环；安装长度3.6mm的活门套5，并在其与活门芯的间隙处安装2～3片片状环料。注意，由于料宽1.2mm，因此在安装时应均匀超出零件环两端，且不得少装、漏装片料；第六步：安装工装压环，并且在紧挨零件面装填1～2片丝状环。从装压环一端安装套筒。注意套筒内各工装、活门套、焊料片及焊料环均不应掉落和移位。抽真空至3×10-2Pa，以10℃/min的升温速率加热至920℃，保温20 min；以15℃/min的速率加热至1 090℃，保温20 min；随炉冷却，钎焊完成。转机加进行车工装。目视检查：焊缝应无气孔、裂纹等缺陷。注意若零件在工装车削后焊缝表面出现未熔合等缺陷时允许补焊，补焊后只做目视检查。另外由于零件在后续机加单位对焊缝部位进行磨削加工，因此在机加单位磨削后出现焊缝表面未熔合，其缺陷长度最大3mm。补焊工艺参数：抽真空至3×10-2Pa，90 min加热至920℃，保温10 min；以15℃/min的速率加热至1 070℃，保温5 min；随炉冷却，补焊完成。

根据零件结构及钎料参数对活门组件的焊接参数进行研究，如表7所示。按表7中方案的参数焊接后经X光检查发现，零件焊缝内部存在焊接缺陷，焊后零件焊缝钎透率未达到要求，如图3所示。进一步调整钎焊温度至1 076℃，并将920℃和1 076℃时的保温时间分别延长至20min和25min，X光检查发现焊缝内部质量合格，但外观检查发现焊缝不饱满，需进行调整。随后制定了补焊参数对零件进行焊接（见表7），焊后零件满足焊接加工质量要求及性能使用要求。

[1]任耀文.真空钎焊工艺[M].北京：机械工业出版社，1993.

护顶宽度指从护坡顶部沿垂直河岸方向向河岸滩延伸的长度。为保证生态带护岸工程安全稳定，护坡与河岸滩应牢固紧密结合。按照CECS353—2013《生态格网结构技术规程》确定石笼尺寸。

[2]郭建亭.高温合金材料学[M].北京：科学出版社，2010.

努力没有白费，汗水没有白流，在坚持不懈中，通过自力更生，他的农资店在团部站住了脚，他也成为年收入二三十万的农资经销商。

[3]庄鸿寿.钎焊手册[M].北京：机械工业出版社，1998.

[4]傅祖明，宋科匠.粉末冶金Co-Cr-W-C合金的组织与性能[J].科学通报，1987（5）：[页码不详].

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