军事：扩散焊等古老工艺在中国新型发动机上焕发新活力

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耐高温蜂窝结构（航空报图片）

“高压涡轮导向叶片经过长时间高温环境下的试车考验，双联焊缝完好无损，完全满足我们的设计要求！”某新型发动机金属间化合物导向叶片破坏试验后，试验人员十分感慨。这个双联焊缝正是中航工业制造所采用过渡液相（Transient Liquid Phase 简称TLP）扩散焊新技术焊接的结果，这项技术也正是中航工业制造所坚持老工艺创新的成果。这项老工艺正在制造所焕发新活力，成为航空制造技术的重要支点。

钎焊、扩散焊技术是一种古老工艺。我国有关钎焊的论述最早可见于汉代班固所撰《汉书》。中航工业制造所从上世纪60年代开始开展钎焊、扩散焊技术和专用焊接设备研究，涉及的材料包括铝合金、铜合金、碳钢、不锈钢、高温合金、钛合金、陶瓷、硬质合金、金刚石等，是国内最早开展钎焊、扩散焊技术研究的单位之一。研究的钎焊、扩散焊接技术和离心叶轮、发动机叶片、换热器、蜂窝结构、推力室、射流盘组件、舵机骨架组件、柱塞泵滑靴组件等产品广泛应用于航空航天及民用领域。

随着新型航空装备技术指标的提高，对耐高温、轻质材料和高性能新结构需求不断增加。蜂窝封严结构就是典型的提升航空发动机性能指标的结构，该结构对小格子蜂窝芯成型/拼焊技术和钎焊技术提出了苛刻要求，受到了欧美国家的长期禁运。制造所钎焊、扩散焊专业组技术人员勇挑重担，分析小格子蜂窝芯特点，研究成功小格子蜂窝芯自动成型和自动拼焊技术与设备，获国家级奖励；同时开展蜂窝封严结构钎焊工艺及其与热处理匹配研究，形成蜂窝封严结构部件制造技术，将蜂窝封严结构推广到所有航空发动机、航天发动机和燃气轮机中广泛应用，显著提高发动机性能，突破国外技术封锁。为满足高推重比发动机对气路封严效果和工作温度高的要求，随后又开发了耐高温蜂窝封严结构、刷式密封结构、指尖密封结构等新结构的制造技术，形成气路封严制造技术体系。

TLP扩散焊技术是针对单晶、金属间化合物、氧化物弥散强化合金等新型高温材料的组织性能特点，结合钎焊、扩散焊优点发展成的新技术。通过设计研制与基体材料冶金匹配的专用焊料，优化焊接工艺获得组织性能与基体相同或相近的焊接接头，满足高温部件耐高温和承力要求。在导向叶片焊接研究中，也出现过焊缝间隙控制不精确、焊缝两侧台阶过大等影响焊缝强度和局部溶蚀的问题。经过大量工艺试验研究，自主设计开发了多种高性能镍基、钴基焊料，已经获得2项发明专利授权；使Ni3Al定向凝固合金TLP扩散焊接头高温持久强度达到基体的90%以上。采用这些新焊料和高强度焊接技术，研制了高推重比发动机高（低）压涡轮导向叶片双（三）联组件，用于装机试验，研制的MGH956合金“超级冷却”多孔层板浮动壁火焰筒经过燃烧室台架试验，其冷却效率达到0.85以上、壁面温度较气膜冷却结构降低70K以上，显示出优异的冷却效果和壁温均匀性，为新型发动机研制奠定了坚实的技术基础。