技术特征：
1.一种钛铝化合物涡轮与钢轴的连接方法及辅助工装，其特征在于：所述的连接方法步骤如下：步骤一、将加工好的钛铝涡轮和不锈钢轴进行配合面结构设计，设计为锯齿形或梯形或锯齿+梯形交替界面结构形式；对钛铝涡轮和钢轴连接界面加工，两个待钎焊表面之间的间隙0.01～0.09mm；步骤二、中间层材料中间层材料为钛铝合金粉和钎料粉的混合物；钛铝合金粉重量百分比为40
‑
50％、其余为钎料粉；钛铝合金粉成分中原子百分比为ti
‑
(40
‑
48)al；钎料粉为锆
‑
钛
‑
铜或钛
‑
锆
‑
铜
‑
镍粉末；步骤三、将涡轮与钢轴采用涡轮在上，钢轴在下的方式进行配合摆放，涡轮与钢轴的同轴度要求为0.01
‑
0.02mm：在涡轮和钢轴之间放置中间层材料，在真空炉中加热、实施过渡液相扩散焊，使中间层材料中钎料粉熔化、在保温过程中等温凝固。2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述中间层材料颗粒度为100
‑
150目。3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：中间层材料可以采用以下方式之一制备：钛铝合金粉和钎料粉利用丙酮进行均匀混合，制备成糊状，涂刷在涡轮和钢轴之间；钛铝合金粉和钎料粉均匀混合并在模具中进行热压，制备为饼坯；将饼坯置于涡轮和钢轴之间。4.根据权利要求3所述的连接方法，其特征在于：饼坯厚度为20
‑
50μm。5.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：步骤三工艺参数设置：根据钎料粉熔点设置真空炉加热温度；真空度为1
×
10
‑3pa～7
×
10
‑3pa；加热温度高于钎料粉熔点的20
‑
40℃；保温时间90
‑
150min；焊后随炉冷却到室温。6.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述配合面包含的各弯折部位均30
‑
45
°
倒角处理。7.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：涡轮与钢轴配合面的粗糙度为1.6
‑
0.8μm。8.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：步骤一中配合面若为锯齿形，高度为3.0
‑
4.0mm；宽度为2.0
‑
3.0mm；若为梯形，高度为3.0
‑
4.0mm；顶部宽度为2.0
‑
2.5mm。9.一种用于权利要求1所述的钛铝化合物涡轮与钢轴的连接方法及辅助工装，其特征在于：所述辅助工装为双座、双孔同轴同心的三角型支架，涡轮叶背位于上端座孔内，钢轴的末端位于底座孔内；上端座孔与底座孔为同轴同心。10.根据权利要求9所述的辅助工装，其特征在于：涡轮叶背与上端座孔之间还垫有隔离纸，隔离纸材质为云母纸；辅助工装材质为不锈钢或高温合金。
技术总结
本发明本发明公开一种钛铝化合物涡轮与钢轴的连接方法及辅助工装，主要包括以下步骤：步骤一，将涡轮和钢轴进行配合面的结构设计，设计为异形结构界面，加工涡轮和钢轴为待焊接组件；步骤二，将一定比例的焊料合金粉末与钛铝合金粉末均匀混合并在模具热压成形为饼坯形态、作为中间层材料备用；步骤三，将饼坯预制到待焊接组件之间，在真空气氛下加热使饼坯中焊料粉末熔化、而钛铝粉不熔化，在保温过程中组件间隙被熔体充盈，熔体经等温凝固、同时钛铝粉末与两侧组件发生化学反应，将组件连接为冶金结合体。本发明采用异形结构设计增加接头连接面积、分解接头应力状态，辅助过渡液相焊接方法提高钛铝合金与不锈钢的接头强度和稳定性。和稳定性。和稳定性。
技术研发人员：静永娟 尚泳来 李思思 任海水
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2021/11/30