具有帶中心線無共晶區的釺焊層的燃氣渦輪發動機用燃燒器組件的製作方法

2023-11-10 07:25:12 2

本發明總體涉及燃氣渦輪發動機，且更具體地涉及用於組裝附接至燃燒器組件的燃料噴射器的釺焊層。

背景技術：

燃氣渦輪發動機包括壓縮機段、燃燒器段以及渦輪段。燃燒器包括具有釺焊在一起的一個或多個子部件的燃料噴射器。燃料噴射器的釺焊部件在燃氣渦輪發動機的操作期間必須承受熱應力和機械應力。

Y.Yoshoka的美國專利申請預授權公開第2007/00391777號公開了一種用於再生成燃氣渦輪定子葉片的方法，該方法包括研磨氧化層以及形成在表面部分處的裂紋以便留下一部分裂紋。該方法還包括將等效材料和釺焊材料填充到地面部分中。等效材料與用於定子葉片的基礎材料結合在一起。釺焊材料具有比等效材料的熔點更低的熔點。該方法還包括在加壓惰性氣體氣氛下對填充部分進行熱處理，以便使釺焊材料熔化。該方法進一步包括通過將熔化的釺焊材料擴散到裂紋部分中來執行釺焊處理。

本發明旨在克服發明者發現的或者本領域中已知的一個或多個問題。

技術實現要素：

在一個實施例中，公開了一種用於燃氣渦輪發動機的燃燒器組件的燃料噴射器。該燃料噴射器包括第一部件、第二部件以及釺焊層。第一部件具有側壁。第二部件也具有側壁。釺焊層形成在第一部件的側壁與第二部件的側壁之間。釺焊層是由包含非金屬成分的鎳(Ni)合金釺焊材料形成。釺焊層還具有無共晶區，其中，大體上所有的非金屬成分均遠離第一部件與第二部件之間的中心線區擴散。

在另一個實施例中，公開了另一種用於燃氣渦輪發動機的燃燒器組件的燃料噴射器。該燃料噴射器包括第一部件、第二部件以及釺焊層。第一部件具有側壁。第二部件也具有側壁。釺焊層形成在第一部件的側壁與第二部件的側壁之間。釺焊層是由包含非金屬成分的鎳(Ni)合金釺焊材料形成。釺焊層是通過釺焊過程來形成。該釺焊過程包括將釺焊材料加熱至高於釺焊材料的液相線溫度的第一溫度。釺焊過程還包括使釺焊材料在第一溫度下維持至少10分鐘。釺焊過程進一步包括在至少5分鐘的時間內以受控速率將釺焊材料冷卻至低於釺焊材料的固相線溫度的第二溫度。此外，釺焊過程包括使釺焊材料在第二溫度下維持至少30分鐘的時間。釺焊過程還包括在至少5分鐘的時間內以受控速率將釺焊材料加熱至高於釺焊材料的液相線溫度的第三溫度，其中，第三溫度低於第一溫度。此外，釺焊過程包括使釺焊材料在第三溫度下維持至少30分鐘的時間。進一步地，釺焊過程包括在至少3分鐘內以受控速率將釺焊材料冷卻至高於釺焊材料的固相線溫度且低於液相線溫度的第四溫度。

在另一個實施例中，公開了一種用於對燃氣渦輪發動機的一部分進行釺焊的方法。該方法包括將由包含非金屬成分的鎳(Ni)合金釺焊材料形成的釺焊層施加至該部分。該方法還包括將釺焊材料加熱至高於釺焊材料的液相線溫度的第一溫度。該方法進一步包括使釺焊材料在第一溫度下維持第一時間，該第一時間足以允許釺焊材料液化且細化到釺焊接頭中。此外，該方法包括在第二時間內以受控速率將釺焊材料冷卻至低於釺焊材料的固相線溫度的第二溫度，該第二時間足以防止該部分由於熱慣性而翹曲。該方法還包括使釺焊材料在第二溫度下維持第三時間，該第三時間足以使非金屬成分的一部分遠離釺焊接頭的中心線區擴散。此外，該方法包括在第四時間內以受控速率將釺焊材料加熱至高於釺焊材料的液相線溫度的第三溫度，該第四時間足以防止該部分由於熱慣性而翹曲，其中，第三溫度低於第一溫度。進一步地，該方法包括使釺焊材料在第三溫度下維持第五時間，該第五時間足以產生大體上沒有非金屬成分的釺焊接頭的中心線區。此外，該方法包括在第六時間內以受控速率將釺焊材料冷卻至高於釺焊材料的固相線溫度且低於液相線溫度的第四溫度，該第六時間足以防止該部分由於熱慣性而翹曲。

附圖說明

圖1是示例性燃氣渦輪發動機的示意圖。

圖2是用於圖1的燃燒器的燃料噴射器的透視圖。

圖3是圖1的燃料噴射器的圓筒組件的釺焊接頭的截面的顯微圖。

圖4是圖1的燃料噴射器的配件的釺焊接頭的截面的顯微圖。

圖5是在釺焊過程期間在圖3中識別出的釺焊層的釺焊材料的一部分V的放大圖。

圖6是在圖3中識別出的釺焊層的釺焊材料的一部分V的放大圖，其中，根據實施例，非金屬成分在釺焊過程期間擴散到中心線區之外。

圖7是用於對燃氣渦輪發動機中的燃料噴射器的一部分進行釺焊的方法的流程圖。

具體實施方式

本文公開的系統和方法包括燃料噴射器，該燃料噴射器包括至少兩個子部件，在這兩個子部件之間具有釺焊層。在實施例中，釺焊層是由包含非金屬成分的鎳合金釺焊材料形成。釺焊層具有無共晶區，該無共晶區沿著燃料噴射器的子部件之間的中心線沒有非金屬成分。無共晶區可以減少或者防止釺焊層在燃氣渦輪發動機的操作期間出現裂紋。

圖1是示例性燃氣渦輪發動機100的示意圖。為了清楚起見和易於解釋，已經省略或者放大了(在此以及其它附圖中)一些表面。而且，本發明可以參照前向和後向方向。通常，除非另外指明，否則對「前向」和「後向」的所有參照均與一次空氣(即，燃燒過程中使用的空氣)的流動方向相關聯。例如，前向是相對於一次空氣流動的「上遊」，而後向是相對於一次空氣流動的「下遊」。

此外，本發明大體上可以參照燃氣渦輪發動機的旋轉的中心軸線95，該中心軸線95大體上可以由其軸120(由多個軸承組件150支撐)的縱向軸線限定。中心軸線95可以是與多個其它發動機同心部件共有或者共享的。除非另外指明，否則對徑向、軸向和周向方向以及測量的所有參照均涉及中心軸線95，並且諸如「內」和「外「等術語通常均指與中心軸線95相距更小或者更大的徑向距離，其中，徑向96可以是垂直於中心軸線95且從中心軸線95向外輻射的任何方向。

燃氣渦輪發動機100包括進口110、軸120、壓縮機200、燃燒器300、渦輪400、排氣裝置500、以及功率輸出聯軸器600。燃氣渦輪發動機100可以具有單軸配置或者雙軸配置。

壓縮機200包括壓縮機轉子組件210、壓縮機靜止葉片(定子)250、以及進口導向葉片255。壓縮機轉子組件210機械地聯接至軸120。如所圖示的，壓縮機轉子組件210是軸流式轉子組件。壓縮機轉子組件210包括一個或多個壓縮機輪盤組件220。每個壓縮機輪盤組件220包括壓縮機轉子輪盤，該壓縮機轉子輪盤周向地配備有壓縮機轉子葉片。定子250軸向地跟隨每個壓縮機輪盤組件220。與跟隨壓縮機輪盤組件220的鄰近定子250成對的每個壓縮機輪盤組件220被看作是壓縮機級。壓縮機200包括多個壓縮機級。進口導向葉片255軸向地位於壓縮機級之前。

燃燒器300包括一個或多個燃燒室305、一個或多個燃料噴射器310、以及位於從燃燒室305徑向向外的燃燒器外殼301。每個燃料噴射器310具有多個部件和子部件，其中包括：鄰近燃燒室305的圓筒組件330、鄰近燃燒器外殼301的凸緣312、從凸緣312突起的配件凸臺315、以及在與配件凸臺315相反的方向上在配件凸臺315與圓筒組件330之間從凸緣312延伸出去的杆部320。圓筒組件330、配件凸臺315、杆部320中的每一個可以包括釺焊層，如下文參照圖3和圖4所討論的。

渦輪400包括渦輪轉子組件410和渦輪噴嘴450。渦輪轉子組件410機械地聯接至軸120。如所圖示的，渦輪轉子組件410是軸流式轉子組件。渦輪轉子組件410包括一個或多個渦輪輪盤組件420。每個渦輪輪盤組件420包括渦輪輪盤，該渦輪輪盤周向地配備有渦輪葉片430。渦輪噴嘴450軸向地位於每個渦輪輪盤組件420之前。與位於渦輪輪盤組件420之前的鄰近渦輪噴嘴450成對的每個渦輪輪盤組件420被看作是渦輪級。渦輪400包括多個渦輪級。

排氣裝置500包括排氣擴散器510和排氣收集器520。功率輸出聯軸器600可以位於軸120的端部。

圖2是用於圖1的燃燒器300的燃料噴射器310的透視圖。參照圖2，配件凸臺315、凸緣312以及杆部320可以是整體件。配件凸臺315可以包括從凸緣312延伸出去的圓柱形或者稜柱形形狀。多個配件可以聯接至配件凸臺315。液體燃料供應管路、氣體燃料供應管路以及空氣供應管路可以聯接至配件以便向燃料噴射器310供應液體燃料、氣體燃料和空氣。在圖2中圖示的實施例中，液體燃料配件316聯接至配件凸臺315的側面，並且氣體燃料配件317聯接至配件凸臺315的頂面。在所示出的實施例中，配件318和319也聯接至配件凸臺315的側面。配件318和319可以用於供應液體或者氣體引燃燃料或者可以用於供應空氣。釺焊層可以設置在每個配件(316、317、318、319)與配件凸臺315之間的接頭處，如下文參照圖4所討論的。

凸緣312可以包括圓形或者多邊形形狀。在圖2中示出的實施例中，凸緣312包括矩形形狀。凸緣312包括多個安裝孔313。安裝孔313可以用於將燃料噴射器310附著至燃燒器外殼301。參照圖2和圖3，燃料噴射器310可以包括通道部325。通道部325可以包括中空圓柱體形狀，並且可以位於杆部320的與凸緣312相對且在其遠端的端部處。通道部325可以是整體件並且可以加工或者模製有配件凸臺315、凸緣312以及杆部320。

杆部320可以包括中空圓柱體形狀，並且可以包括從配件凸臺315延伸至通道部325的一個或多個通路。每個通路可以從配件凸臺315的頂部至通道部325進行加工或者鑽孔。可以將諸如氣體燃料配件317或者蓋子323等配件放置或者插入在配件凸臺315處的每個通路的端部處。這些通路可以向圓筒組件330供應液體和氣體引燃燃料或者供應氣體。

圓筒組件330和通道部325可以共享公共軸線。對徑向、軸向和周向方向的所有參照和測量均與圓筒組件330和通道部325相關。

圓筒組件330可以包括旋流器組件350、出口旋流器360以及進口旋流器380。旋流器組件350可以由單一件或者多個件形成，該多個件通過釺焊或者焊接冶金地結合在一起。此外，通道部325和旋流器組件350可以冶金地結合在一起，諸如通過釺焊或者焊接。

圖3是圖1的燃料噴射器310的圓筒組件330的釺焊接頭的截面的顯微圖。如所圖示的，該接頭形成在通道部325的一部分的側壁326與旋流器組件350的一部分的側壁351之間。將一層釺焊材料800施加在側壁326與側壁351之間以便將這兩個側壁326和351冶金地結合在一起。圖3圖示了在通道部325與旋流器組件350之間進行釺焊之後的一層釺焊材料800。然而，本申請的實施例並不限於將釺焊材料800施加在該位置處。在其它實施例中，該層釺焊材料800可以形成在圓筒組件330的其它部分之間和/或也可以施加至燃料噴射器310的其它部件或者子部件。

圖4是圖1的燃料噴射器310的配件316的釺焊接頭的截面的顯微圖。如所圖示的，該接頭形成在配件316的一部分的側壁321與配件凸臺315的一部分的側壁322之間。將一層釺焊材料800施加在側壁321與側壁322之間以便將這兩個側壁321和322冶金地結合在一起。圖4圖示了施加在配件316與配件凸臺315之間的一層釺焊材料800，本申請的實施例並不限於將釺焊材料800施加在該位置處。在其它實施例中，該層釺焊材料800可以施加在燃料噴射器310的其它部件或者子部件之間。

圖5是在釺焊過程期間在圖3中識別出的釺焊層的釺焊材料800的一部分V的放大圖。釺焊材料800可以是鎳(Ni)合金釺焊材料。在一些實施例中，釺焊材料800可以是包含鎳、鐵(Fe)以及鉻(Cr)的合金。此外，釺焊材料800還可以包括非金屬成分(810、815、820)。例如，在一些實施例中，釺焊材料800可以包含矽(Si)810、硼(B)815的顆粒，並且在一些實施例中，還可以包含各種雜質(諸如，碳、磷、硫等；本文由「X」表示)820。在一些實施例中，釺焊材料800可以是AMS4777釺焊材料，其通常具有如下的組成：82.4％的鎳、3％的鐵、7％的Cr、3.1％的硼和4.5％的矽。然而，AMS4777釺焊材料的組成由於製造差異而可以在如下範圍內發生變化：鎳—(80％-84.75％)、鐵—(2.5％-3.5％)、鉻—(6％-8％)、硼—(2.75％-3.5％)、矽—(4％-5％)。AMS4777釺焊材料的建議釺焊溫度範圍為1850℉至2150℉。AMS4777釺焊材料800還具有1780℉的固相線溫度(給定物質在低於該溫度下完全是固體)以及1830℉的液相線溫度(材料在高於該溫度下完全是液體)。其它釺焊材料可以具有不同的釺焊溫度範圍和不同的固相線/液相線溫度。

如在圖5中圖示的，釺焊材料800具有遍布在其上的非金屬成分810、815、820的基體，包括在通道部325與旋流器組件350之間的中心線區805。非金屬成分810、815、820在中心線區805中的存在可以稱為中心線共晶區。

圖6是在圖3中識別出的釺焊層的釺焊材料800的一部分V的放大圖，其中，根據本申請的實施例，非金屬成分810、815、820在釺焊過程期間擴散到中心線區805之外。如所圖示的，非金屬成分810、815、820已經朝著釺焊材料800的邊緣擴散並且擴散到通道部325和旋流器組件350中，從而產生大體上沒有非金屬成分810、815、820的中心線區805。在一些實施例中，非金屬成分810、815、820將完全擴散到釺焊材料800之外並且擴散到通道部325和旋流器組件350中。

如在圖5中圖示的，釺焊材料800的實施例可以沿著中心線區805完全沒有非金屬成分810、815、820。然而，由於非金屬成分810、815、820的擴散，釺焊材料800的其它實施例可以是釺焊前和釺焊後的釺焊材料800的非金屬成分810、815、820的存在出現大幅減少。大體上所有非金屬成分遠離中心線區805的擴散可以認為是「大體上沒有」非金屬成分並且可以稱為無共晶區。

在一些實施例中，大體上所有非金屬成分遠離中心線區805的擴散可以產生從初始釺焊前的值(i)至釺焊後的值(af)的至少50％的減少(即，f＝50％i)。對於AMS4777釺焊材料，非金屬成分的釺焊前的值(i)大體上在總材料重量的6.75％-8.5％的範圍內。因此，至少50％的減少將意味著所存在的非金屬成分810、815、820的重量將在總材料重量的0-4.25％的範圍內。

特定百分比減少(可以認為其是足夠的)可以基於釺焊接頭的設計要求而發生變化。在一些實施例中，可以要求至少90％的減少才被認為是大幅減少(即，f＝90％i)。此外，對於AMS4777，90％的減少將意味著所存在的非金屬成分的重量將在總重量的0-0.85％的範圍內。當然，可以使用本申請的實施例來實現完全減少(即，f＝0)。

上述實施例圖示了通道部325與旋流器組件350之間的以及液體燃料配件316與配件凸臺315之間的釺焊層。然而，每個燃料噴射器310的多個其它部件或者子部件也可以冶金地使用本文已經描述的釺焊層。

一個或多個上述部件(或其子部件)可以由不鏽鋼和/或稱為「超合金」的耐久高溫材料製成。超合金或者高性能合金是一種表現出高溫下的優良機械強度和抗蠕變性、良好的表面穩定性、以及抗腐蝕性和抗氧化性的合金。超合金可以包括諸如哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金(HASTELLOY)、合金x、因科內爾鉻鎳鐵合金(INCONEL)、沃斯帕洛伊合金(WASPALOY)、RENE合金、海恩斯(HAYNES)合金、合金188、合金230、耐熱鉻鎳鐵合金(INCOLOY)、MP98T、TMS合金、CMSX單晶合金等材料。

工業實用性

燃氣渦輪發動機可以適用於多種工業應用，諸如，油氣行業的多個方面(包括油和天然氣的輸送、採集、儲存、採取和提升)、發電行業、熱電聯產、航空航天以及其它交通運輸業。

參照圖1，氣體(通常是空氣10)作為「工作流體」進入進口110並且由壓縮機200壓縮。在壓縮機200中，工作流體在環形流動路徑115中由一系列壓縮機輪盤組件220壓縮。尤其，空氣10在經過編號的「級」中進行壓縮，這些級與每個壓縮機輪盤組件220相關聯。例如，「第四級空氣」可以與下遊或「後向」方向上的第四壓縮機輪盤組件220相關聯，從進口110朝著排氣裝置500前進。同樣地，每個渦輪輪盤組件420可以與經過編號的級相關聯。

一旦壓縮空氣10離開壓縮機200，其便進入燃燒器300，壓縮空氣10在燃燒器300處擴散並且添加燃料。空氣10和燃料經由燃料噴射器310噴射到燃燒室305中並且進行燃燒。經由渦輪400通過一系列渦輪輪盤組件420的每一級來從燃燒反應中提取能量。然後排氣90可以在排氣擴散器510中擴散、收集並重新定向。排氣90經由排氣收集器520離開系統並且可以進一步進行處理(例如，以便減少有害排放物和/或回收來自排氣90的熱量)。

參照圖5，非金屬成分810、815、820在中心線區805中的存在形成了所圖示的中心線共晶區。如果釺焊材料800能夠在中心線共晶區仍存在的情況下冷卻至低於釺焊材料800的釺焊範圍，則中心線共晶區可以是在經受到機械負載和/或振動時易於發生裂紋的脆性基體。相反，參照圖6，沒有或者大體上沒有非金屬成分810、815、820的中心線區805可以允許釺焊材料800在冷卻至低於釺焊材料800的釺焊範圍之後具有更大的延展性和更小的裂紋形成敏感度。在釺焊材料最初施加時到釺焊過程已經完成時這一期間，非金屬成分810、815、820沿著釺焊接頭的中心線的存在大幅減少，這時，可以認為中心線區805大體上沒有非金屬成分810、815、820。在一些實施例中，如果非金屬成分的存在從初始釺焊前的值(i)至釺焊後的值(af)減少至少50％(即，f＝50％i)，則可以實現非金屬成分810、815、820的存在的大幅減少。對於AMS4777釺焊材料，非金屬成分的釺焊前的值(i)可以大體上在總材料重量的6.75％-8.5％的範圍內。因此，至少50％的減少將意味著所存在的非金屬成分的重量將在總材料重量的0-4.25％的範圍內。

特定百分比減少(可以認為其是足夠的)可以基於釺焊接頭的設計要求而發生變化。在一些實施例中，可以要求至少90％的減少才被認為是大幅減少(即，f＝90％i)。此外，對於AMS4777，90％的減少將意味著所存在的非金屬成分的重量將在總重量的0-0.85％的範圍內。當然，可以使用本申請的實施例來實現完全減少(即，f＝0)。

圖7是對燃氣渦輪發動機100中的燃料噴射器310的一部分進行釺焊的過程900的流程圖。如下討論是參照將圓筒組件330的第一部件釺焊到圓筒組件330的第二部件來進行的。然而，正如對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的是，過程900的實施例也可以應用於燃料噴射器310的其它部件，並且也可以是應用於燃氣渦輪發動機100的除燃料噴射器310之外的其他部分。

在步驟905中，將釺焊材料800施加至待釺焊在一起的部件的側壁326和351。在一些實施例中，在施加釺焊材料800之前，可以對側壁326和351進行化學或機械清洗。如在圖3中圖示的，釺焊材料800可以施加至旋流器組件350的側壁351和通道部325的側壁326中的一個或者多個。

施加方法沒有受到特定限制，並且可以包括以杆、帶、粉末、糊狀物、膏狀物、焊絲、預製件、箔片、膠帶的形式或者以對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它施加方法來施加釺焊材料800。在已經將釺焊材料800施加至側壁326和351之後，可以將側壁326和351彼此緊靠地固定。

在將釺焊材料800施加至側壁326和351之後，在步驟910中，將釺焊材料800和側壁326和351加熱至高於釺焊材料800的液相線溫度的第一溫度。例如，當使用AMS4777釺焊材料時，第一溫度可以在1935℉至1965℉的範圍內，遠高於AMS4777的液相線溫度(1830℉)。進一步地，在一些實施例中，第一溫度可以是1950℉。

釺焊材料800的加熱可以在釺焊爐或者釺焊熔爐中執行。然而，釺焊材料800的加熱也可以使用對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它加熱技術來執行。此外，在一些實施例中，釺焊材料800的加熱可以在局部真空或者完全真空的條件下執行。

釺焊材料800的加熱可以在一段時間內以受控速率來執行，以便防止被釺焊的部件由於熱慣性而出現裂紋、彎曲或者翹曲。正如對於本領域的普通技術人員而言應該顯而易見的是，如果部件加熱得過快，則部件的各部分可能會受熱不均勻，從而引起部件出現裂紋、彎曲或者翹曲。例如，在一些實施例中，釺焊材料800的加熱可以以30℉/分鐘的速率來執行。在其它實施例中，釺焊材料800的加熱可以以40℉/分鐘的速率來執行。在一些實施例中，釺焊材料800的加熱可以以2個或多個階段執行。例如，可以以30℉/分鐘的速率將釺焊材料800加熱至接近和低於釺焊材料800的固相線溫度的溫度(諸如，1750℉)，然後使其在接近和低於固相線溫度的該溫度下保持一段時間(諸如，5分鐘)，並且再以40℉/分鐘的速率將其加熱至第一溫度(諸如，1950℉)。

在步驟915中，一旦已經將釺焊材料800加熱至第一溫度，則可以使釺焊材料800在該第一溫度下維持第一時間，該第一時間足以允許釺焊材料在側壁336和351之間液化和細化。在一些實施例中，在步驟915中，第一時間可以為至少10分鐘。例如，在一些實施例中，釺焊材料800可以在1935℉至1965℉的範圍內的溫度下保持至少10分鐘。在其它實施例中，釺焊材料800可以在1950℉下保持至少12分鐘。

在步驟920中，一旦已經將釺焊材料800維持在第一溫度下，則將釺焊材料800冷卻至低於釺焊材料800的固相線溫度的第二溫度。例如，當使用AMS4777釺焊材料時，第二溫度可以在1735℉至1765℉的範圍內，低於AMS4777的固相線溫度(1780℉)。進一步地，在一些實施例中，第二溫度可以是1750℉。在一些實施例中，第二溫度可以是與上文參照步驟910所討論的兩步式加熱過程中所使用的接近和低於固相線溫度的溫度相同的溫度。

釺焊材料800的冷卻可以在釺焊爐或者釺焊熔爐中執行。然而，釺焊材料800的冷卻也可以使用對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它技術來執行。此外，在一些實施例中，釺焊材料800的冷卻可以在局部真空或者完全真空的條件下執行。

釺焊材料800的冷卻可以在第二時間內以受控速率來執行，該第二時間足以防止被釺焊的部件由於熱慣性而出現裂紋、彎曲或者翹曲。正如對於本領域的普通技術人員而言應該顯而易見的是，如果部件冷卻得過快，則部件的各部分可能會冷卻不均勻，從而引起部件出現裂紋、彎曲或者翹曲。例如，在一些實施例中，釺焊材料800的冷卻可以以30℉/分鐘的速率執行至少5分鐘的時間。在其它實施例中，釺焊材料800的冷卻可以以其它速率來執行，諸如40℉/分鐘，或者可以以對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它速率來執行。在一些實施例中，釺焊材料800的冷卻可以以2個或多個階段執行。

在步驟925中，一旦已經將釺焊材料800冷卻至第二溫度，則可以使釺焊材料800在第二溫度下維持第三時間，該第三時間足以使非金屬成分的一部分遠離釺焊接頭的中心線擴散。在一些實施例中，在步驟925中，第三時間可以為至少30分鐘。例如，在一些實施例中，釺焊材料800可以在1735℉至1765℉的範圍內的溫度下保持至少30分鐘。在其它實施例中，釺焊材料800可以在1750℉下保持至少60分鐘。

在步驟930中，一旦已經將釺焊材料800維持在第二溫度下，則將釺焊材料800加熱至高於釺焊材料800的液相線溫度且低於第一溫度的第三溫度。例如，當使用AMS4777釺焊材料時，第二溫度可以在1910℉至1940℉的範圍內，高於AMS4777的液相線溫度(1830℉)且低於在1935℉至1965℉範圍內的第一溫度。進一步地，在一些實施例中，第三溫度可以是1925℉。

釺焊材料800的加熱可以在釺焊爐或者釺焊熔爐中執行。然而，釺焊材料800的加熱也可以使用對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它加熱技術來執行。此外，在一些實施例中，釺焊材料800的加熱可以在局部真空或者完全真空的條件下執行。

釺焊材料800的加熱可以在第四時間內以受控速率來執行，該第四時間足以防止被釺焊的部件由於熱慣性而出現裂紋、彎曲或者翹曲。正如對於本領域的普通技術人員而言應該顯而易見的是，如果部件加熱得過快，則部件的各部分可能會受熱不均勻，從而引起部件出現裂紋、彎曲或者翹曲。例如，在一些實施例中，釺焊材料800的加熱可以以30℉/分鐘的速率執行至少5分鐘的時間。在其它實施例中，釺焊材料800的加熱可以以其它速率來執行，諸如40℉/分鐘，或者可以以對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它速率來執行。在一些實施例中，釺焊材料800的加熱可以以2個或多個階段執行。

在步驟935中，一旦已經將釺焊材料800加熱至第三溫度，則可以使釺焊材料800在該第三溫度下維持第五時間，該第五時間足以產生大體上沒有非金屬成分的釺焊接頭的中心線區。在一些實施例中，在步驟935中，第五時間可以為至少10分鐘。例如，在一些實施例中，釺焊材料800可以在1910℉至1940℉的範圍內的溫度下保持至少30分鐘。在其它實施例中，釺焊材料800可以在1925℉下保持至少60分鐘。

在步驟940中，一旦已經將釺焊材料800維持在第三溫度下，則將釺焊材料800冷卻至高於釺焊材料800的固相線溫度且低於液相線溫度的第四溫度。例如，當使用AMS4777釺焊材料時，第四溫度可以在1785℉至1815℉的範圍內。進一步地，在一些實施例中，第四溫度可以是1800℉。

釺焊材料800的冷卻可以在釺焊爐或者釺焊熔爐中執行。然而，釺焊材料800的冷卻也可以使用對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它技術來執行。此外，在一些實施例中，釺焊材料800的冷卻可以在局部真空或者完全真空的條件下執行。

釺焊材料800的冷卻可以在第六時間內以受控速率來執行，該第六時間足以防止被釺焊的部件由於熱慣性而出現裂紋、彎曲或者翹曲。正如對於本領域的普通技術人員而言應該顯而易見的是，如果部件冷卻得過快，則部件的各部分可能會冷卻不均勻，從而引起部件出現裂紋、彎曲或者翹曲。例如，在一些實施例中，釺焊材料800的冷卻可以以30℉/分鐘的速率執行至少3分鐘的時間。在其它實施例中，釺焊材料800的冷卻可以以其它速率來執行，諸如40℉/分鐘，或者可以以對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的任何其它速率來執行。在一些實施例中，釺焊材料800的冷卻可以以2個或多個階段執行。

在步驟945中，一旦已經將釺焊材料800冷卻至第四溫度，則可以對釺焊材料800進行淬火以將釺焊材料800冷卻至低於釺焊材料800的釺焊範圍的溫度。在一些實施例中，釺焊材料800的淬火可以是氬氣淬火過程。正如對於本領域的普通技術人員而言可能是顯而易見的是，可以使用其它淬火方法。在一些實施例中，可以執行淬火，直到釺焊材料800低於200℉。

通過使用根據本申請的實施例的過程來對燃料噴射器的部件進行釺焊，可以產生具有大體上沒有非金屬成分810、815、820的中心線區805的釺焊層，諸如在圖6中圖示的釺焊層。通過產生沒有非金屬成分810、815、820的中心線區805，可以防止中心線共晶基體，並且可以產生更具延展性的釺焊接頭。更具延展性的釺焊接頭可能不那麼易於因為機械負載和/或振動而出現裂紋，並且可以持續更長的時間而不會出現需要維修或者更換的故障。

由於非金屬成分在釺焊材料800內的擴散不足，所以現有的釺焊方法已不能夠始終如一地產生大體上沒有非金屬成分810、815、820的中心線區805。中心線區805大體上沒有非金屬成分810、815、820，因此釺焊層的釺焊材料800可以具有改進的延展性並且更不易出現裂紋。此外，由於使熔點降低的非金屬成分擴散到了中心線區之外，所以釺焊層的釺焊材料800的熔點可以大幅升高，從而可以在沒有使釺焊層的釺焊材料800再次熔化的風險的情況下，在後續釺焊過程中對部件的其它部分進行釺焊。

前述詳細描述在性質上僅僅是示例性的並且不意在限制本發明或者本申請以及本發明的使用。所描述的實施例不限於與特定類型的燃氣渦輪發動機一起使用。因此，儘管本發明為了便於解釋而描繪和描述了特定燃料噴射器，但將會理解的是，根據本發明的燃料噴射器可以以多種其它配置進行實施、可以與多種其它類型的燃氣渦輪發動機一起使用、並且可以用在其它類型的機器中。此外，不意在受到前述背景技術或者詳細描述中呈現的任何原理的約束。還應理解，為了更好地圖示所示出的參照項，附圖可以包括誇大的尺寸，並且不能認為這些附圖具有限制性，除非清楚地這樣聲明。