一种热等静压扩散焊的隔离方法

文档序号:3056584阅读:216来源:国知局
专利名称:一种热等静压扩散焊的隔离方法
技术领域
本发明涉及一种焊接隔离方法,具体涉及一种可用于各种热等静压扩散焊接异形、平板焊件的隔离方法。
背景技术
热等静压扩散焊适于平板或异型结构双金属构件的制造。在异型结构双金属件热等静压扩散焊中,包套技术是核心工艺之一,通过包套将热等静压炉内的气压施加到焊件上。但在研制、生产过程中,为保持焊件的完整性,需要将包套(或部分包套)与焊件隔离,以在热等静压扩散焊后包套与焊件易于分离,而且,为提高生产效率,降低生产成本,热等静压扩散焊需要在一个包套内处理多件产品,这样焊件之间存在隔离问题。隔离的目的是在热等静压扩散焊过程中,通过隔离材料阻止包套与焊件之间及焊件与焊件之间发生扩散,如果发生了扩散,就与扩散焊的产品一样,结合紧密,难以分开了,只能通过后续机械加工等方法分开,这一般会对焊件造成结构性的损伤,这对异形结构的焊件而言就无法保持焊件的完整性,难以达到整体焊接要求,而且后续的焊件分离非常困难,周期长,成本高。因此在热等静压扩散焊过程中,尤其是异型结构扩散焊过程中,合理的隔离方法是非常重要的。在简单的平板焊件的焊接中,可以使用陶瓷料浆涂刷干燥后作为隔离材料,或用薄的云母片等作为隔离材料,但这些材料有一个缺点,易碎并容易进入焊接界面形成焊接缺陷。在平板焊接中可通过小心操作减少为此产生的焊接缺陷,但在异形结构的焊接中,如多孔转子,隔离材料产生的碎末难以避免地会大量进入焊接界面中,因此这些易碎的、不清洁的隔离材料不能在异形结构焊件热等静压扩散焊中使用。目前还没有合适的隔离方法来解决异形结构热等静压扩散焊的这一关键工艺问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种热等静压扩散焊的隔离方法,以氧化的不锈钢片作为隔离材料进行热等静压扩散焊,在确保焊接质量的情况下,焊后易于实现焊件之间及焊件与包套间的分离,确保焊件完整性,提高焊接质量,提高生产效率。实现本发明目的的技术方案在于一种热等静压扩散焊的隔离方法,其将多件异型结构双金属组合件放置在同一个包套内,然后采用热等静压扩散焊同时焊接,最后去除包套;所述的在同一个包套内的多件异型结构双金属组合件上下叠放,并且每相邻异型结构双金属组合件之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片;在包套顶盖和最上方的异型结构双金属组合件上表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片;在包套底盖和最下方的异型结构双金属组合件下表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片。如上所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法,其所述的经氧化处理的不锈钢钢片,是采用热处理方式对不锈钢钢片进行氧化。
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如上所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法,其所述的热处理方式对不锈钢钢片进行氧化为,将清洗干净并吹干的不锈钢片放入加热炉中,在600 700°C,保温1 3h,随炉冷却,得到表面形成稳定的氧化膜的不锈钢片。

如上所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法,其所述的不锈钢钢片在热处理后用汽油或丙酮溶剂清洗干净并吹干。如上所述的任意一种热等静压扩散焊的隔离方法,其所述的经氧化处理的不锈钢钢片厚度在ι 5mm。如上所述的任意一种热等静压扩散焊的隔离方法,其所述的异型结构双金属组合件为异型结构铜钢双金属组合件、异型结构钛铜双金属组合件、异型结构钛钢双金属组合件、异型结构钢铝双金属组合件、或异型结构铝铜双金属组合件。本发明的效果在于本发明在异形结构热等静压扩散焊的研制生产中,采用氧化的不锈钢片作为隔离材料,可在热等静压扩散焊过程中,在焊件之间、焊件与包套间起到良好的隔离作用,不会发生互扩散。经热等静压扩散焊后,在保持良好的焊接界面质量的情况下,焊件之间、焊件与包套间均容易分离,实现了焊件的完整性,可满足产品技术指标方面的要求,同时简化了后续工艺。在一个包套内可进行多件产品焊接,提高了生产效率,可经济地实现热等静压扩散焊的批量生产。在平板产品热等静压扩散中使用本发明方法进行隔离,可消除因隔离材料碎末导致的焊接缺陷,提高热等静压扩散焊质量。


图1为一种异型结构铜钢双金属件示意图;图2为图1的俯视图;图3为图1所示的三件异型结构铜钢双金属组合件焊接包套组装图;图4为另一种异型结构铜钢双金属组合件示意图;图5为图4所示的四件异型结构铜钢双金属组合件焊接包套组装图;图中1.铜圆柱;2.铜板;3.钢圆柱;4.第一异型结构铜钢双金属组合件;5.第二异型结构铜钢双金属组合件;6.第三异型结构铜钢双金属组合件;7.包套顶盖;8.不锈钢钢片一 ;9.包套;10.不锈钢钢片二 ;11.不锈钢钢片三;12.不锈钢钢片四;13.包套底盖;14.不锈钢钢片五。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法作进一步描述。实施例1如图1和图2所示,待焊接的异型结构铜钢双金属组合件由一个钢圆柱3、5个铜圆柱1和一块铜板2组合而成。其中,在钢圆柱3内沿圆周开有5个圆柱形凹槽,5个铜圆柱1分别放置在钢圆柱3的5个凹槽内,该钢圆柱3放置在与其形状相吻合的铜板2上。本发明所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法具体步骤如下(1)如图3所示,将第一异型结构铜钢双金属组合件4、第二异型结构铜钢双金属组合件5和第三异型结构铜钢双金属组合件6上下叠放在包套9内,且在第一异型结构铜钢双金属组合件4和第二异型结构铜钢双金属组合件5之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片二 10 ;在第二异型结构铜钢双金属组合件5和第三异型结构铜钢双金属组合件 6之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片三11 ;在包套顶盖7和第一异型结构铜钢双金属组合件4上表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片一 8 ;在包套底盖 13和第三异型结构铜钢双金属组合件6下表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片四12。上述经氧化处理的不锈钢钢片一 8、不锈钢钢片二 10、不锈钢钢片三11和不锈钢钢片四12均为Φ 100 X 2的不锈钢片,材料为0Crl8Ni9,厚度在2mm。上述经氧化处理的不锈钢钢片一 8、不锈钢钢片二 10、不锈钢钢片三11和不锈钢钢片四12均采用热处理方式对不锈钢钢片进行氧化,具体为将清洗干净并吹干的不锈钢片放入加热炉中,在650°C,保温2h,随炉冷却,得到表面形成稳定的氧化膜的不锈钢片。将氧化并冷却后的不锈钢片用丙酮溶剂清洗干净并吹干。(2)包套组装后,真空封焊并进行热等静压处理,完成异型结构铜钢双金属组合件的热等静压扩散焊。(3)车加工去除包套后,所得焊件圆柱面就与包套分离了,由于有氧化的不锈钢片 4 7存在,通过轻敲焊件,即可实现焊件之间、焊件与包套盖间的分离,取出独立、完整的异形结构铜钢双金属热等静压扩散件。实施例2如图4所示,待焊接的异型结构铜钢双金属组合件由一个钢圆柱3、5个铜圆柱1 组合而成。其中,在钢圆柱3内沿圆周开有5个圆柱形凹槽,5个铜圆柱1分别放置在钢圆柱3的5个凹槽内。本发明所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法具体步骤如下(1)如图5所示,将四个异型结构铜钢双金属组合件上下叠放在包套9内,且在第一异型结构铜钢双金属组合件和第二异型结构铜钢双金属组合件之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片二 10 ;在第二异型结构铜钢双金属组合件和第三异型结构铜钢双金属组合件之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片三11 ;在第三异型结构铜钢双金属组合件和第四异型结构铜钢双金属组合件之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片五14 ;在包套顶盖7和第一异型结构铜钢双金属组合件上表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片一 8 ;在包套底盖13和第三异型结构铜钢双金属组合件下表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片四12。上述经氧化处理的不锈钢钢片一 8、不锈钢钢片二 10、不锈钢钢片三11、不锈钢钢片四12和不锈钢钢片五14均为Φ 100 X 2的不锈钢片,材料为lCrl8Ni9Ti,厚度在1mm。上述经氧化处理的不锈钢钢片一 8、不锈钢钢片二 10、不锈钢钢片三11、不锈钢钢片四12和不锈钢钢片五14均采用热处理方式对不锈钢钢片进行氧化,具体为将清洗干净并吹干的不锈钢片放入加热炉中,在600°C,保温3h,随炉冷却,得到表面形成稳定的氧化膜的不锈钢片。将氧化并冷却后的不锈钢片用汽油溶剂清洗干净并吹干。(2)包套组装后,真空封焊并进行热等静压处理,完成异型结构铜钢双金属组合件的热等静压扩散焊。(3)车加工去除包套后,所得焊件圆柱面就与包套分离了,由于有氧化的不锈钢片4 7存在,通过轻敲焊件,即可实现焊件之间、焊件与包套盖间的分离,取出独立、完整的异形结构铜钢双金属热等静压扩散件。实施例3与实施例1的不同之处在于待焊接的异型结构双金属组合件为异型结构钛钢双金属组合件。热处理方式对不锈钢钢片进行氧化为,将清洗干净并吹干的不锈钢片放入加热炉中,在700°C,保温lh,随炉冷却,得到表面形成稳定的氧化膜的不锈钢片。不锈钢钢片材料为Crl2,厚度在5mm。实施例4与实施例2的不同之处在于待焊接的异型结构双金属组合件为异型结构钛铜双金属组合件。热处理方式对不锈钢钢片进行氧化为,将清洗干净并吹干的不锈钢片放入加热炉中,在700°C,保温2h,随炉冷却,得到表面形成稳定的氧化膜的不锈钢片。不锈钢钢片材料为0Crl8Ni9,厚度在3mm。本发明中所述的异型结构双金属组合件可以为异型结构铜钢双金属组合件、异型结构钛铜双金属组合件、异型结构钛钢双金属组合件、异型结构钢铝双金属组合件、或异型结构铝铜双金属组合件。由于不锈钢片在一定工艺下进行氧化后,表面会生成一层较致密的氧化膜,与不锈钢基片的结合紧密,在正常操作过程中氧化膜不会剥落,是一种清洁的片体,不会有碎末产生,在任何情况下都不会因此而对焊接界面的质量产生影响。由于这层氧化膜的存在,可在热等静压扩散焊过程中,在金属间起到良好的隔离作用,不会发生互扩散。这样这种经氧化的不锈钢片作为清洁的隔离材料,经热等静压扩散焊后,在保持良好的焊接界面质量的情况下,焊件之间、焊件与包套间均容易分离,实现了焊件的完整性,可满足产品技术指标方面的要求,同时简化了后续工艺,在一个包套内可进行多件产品焊接,提高了生产效率, 可经济地实现热等静压扩散焊的批量生产。在平板产品热等静压扩散中使用这种方法进行隔离,可消除因隔离材料碎末导致的焊接缺陷,提高热等静压扩散焊质量。
权利要求
1.一种热等静压扩散焊的隔离方法,其将多件异型结构双金属组合件放置在同一个包套内,然后采用热等静压扩散焊同时焊接,最后去除包套;其特征在于所述的在同一个包套内的多件异型结构双金属组合件上下叠放,并且每相邻异型结构双金属组合件之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片;在包套顶盖和最上方的异型结构双金属组合件上表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片;在包套底盖和最下方的异型结构双金属组合件下表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片。
2.根据权利要求1所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法,其特征在于所述的经氧化处理的不锈钢钢片,是采用热处理方式对不锈钢钢片进行氧化。
3.根据权利要求2所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法,其特征在于所述的热处理方式对不锈钢钢片进行氧化为,将清洗干净并吹干的不锈钢片放入加热炉中,在600 700°C,保温1 3h,随炉冷却,得到表面形成稳定的氧化膜的不锈钢片。
4.根据权利要求3所述的一种热等静压扩散焊的隔离方法,其特征在于所述的不锈钢钢片在热处理后用汽油或丙酮溶剂清洗干净并吹干。
5.根据权利要求1 4所述的任意一种热等静压扩散焊的隔离方法,其特征在于所述的经氧化处理的不锈钢钢片厚度在1 5mm。
6.根据权利要求1 4所述的任意一种热等静压扩散焊的隔离方法,其特征在于所述的异型结构双金属组合件为异型结构铜钢双金属组合件、异型结构钛铜双金属组合件、 异型结构钛钢双金属组合件、异型结构钢铝双金属组合件、或异型结构铝铜双金属组合件。
全文摘要
本发明提供一种热等静压扩散焊的隔离方法,其将多件异型结构双金属组合件放置在同一个包套内,然后采用热等静压扩散焊同时焊接,最后去除包套;所述的在同一个包套内的多件异型结构双金属组合件上下叠放,并且每相邻异型结构双金属组合件之间设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片;在包套顶盖和最上方的异型结构双金属组合件上表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片;在包套底盖和最下方的异型结构双金属组合件下表面之间也设置一层隔离的经氧化处理的不锈钢钢片。本发明以氧化的不锈钢片作为隔离材料进行热等静压扩散焊,在确保焊接质量的情况下,焊后易于实现焊件之间及焊件与包套间的分离,确保焊件完整性,提高焊接质量。
文档编号B23K20/18GK102350588SQ20111028446
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者史金靓, 王亮, 王 锋, 芦振刚, 许小静, 贾文军, 郎泽保 申请人:中国运载火箭技术研究院, 航天材料及工艺研究所
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