一种钛合金管道的真空钎焊方法与流程

本发明涉及真空钎焊的技术领域，尤其是指一种钛合金管道的真空钎焊方法。

背景技术：

钛合金以其优良的性能和高稳定性广泛应用于航空航天领域，特别应用于发动机系统中燃油与气体的输送管道中。由于管道系统十分复杂，通常需要数十根管道与发动机本体之间的进行可靠连接，焊接面形状复杂，焊缝数量多；另外由于管道壁厚较薄，采用氩弧焊等热效应较大的焊接方法由于热应力较大易导致焊缝处或者管壁出现应力开裂的隐患；同样，由于管道之间相互遮挡干涉，同样不能采用真空电子束焊或者激光焊接方法。由于真空钎焊能一次性成型，焊接效率高，且无应力残留问题，因此，采用真空钎焊的方法是解决多根管道与发动机本体之间密封连接问题的优选方法。

通常的真空钎焊存在焊接间隙难以保证，存在钎焊料附着不均匀，导致焊接后焊料填充不足，导致管道存在泄漏的风险；同时，由于管道与底孔之间配合不紧密，钎焊料融化后通过潜通道流入发动机流道内部，导致发动机流道流阻增大，甚至堵塞的风险；上述两种风险对发动机的正常工作会造成严重的威胁，亟需采取方法加以解决。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的问题提供一种钛合金管道的真空钎焊方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种钛合金管道的真空钎焊方法，包括以下步骤：

a，将发动机本体的焊接底孔的下部分加工为弧面；焊接底孔的上部分加工为直孔，所述直孔的下沿与焊接底孔的下部分的弧面相切，所述直孔与钛合金管道之间形成配合的钎焊缝间隙，所述钎焊缝间隙为0.02~0.05mm；

b，对钛合金管道的焊接端进行修配，将钛合金管道的出口端面与钛合金管道外壁的垂直度设置在0.03mm以内，并将钛合金管道的出口端面的外缘处导圆角；

c，将钛合金管道插入焊接底孔，并在钛合金管道上施加垂直于底孔端面的外力，将钛合金管道的底部挤压变形，使钛合金管道贴合在焊接底孔的弧面上；

d，将所有钛合金管道用工装夹具固定；

e，采用光纤窥镜对钛合金管道进行逐一检查钎焊缝间隙，确保钛合金管道与发动机本体底孔之间形成配合的钎焊缝间隙满足0.02mm~0.05mm；

f，使用银基钎焊料，用乙烯醇溶剂将银基钎焊料制成你奖状，均匀涂抹在焊缝周围；

g，将发动机本体、钛合金管道以及工装夹具放入真空炉中，并将真空炉内气压抽至2pa以内；

h，将真空炉加热到800℃~900℃，升温时间为1h~3h，然后高温保持10~30分钟，最后停止加热，保持真空炉处于真空状态，将发动机本体、管道以及工装夹具一起随炉冷却至室温；

i，打开真空炉，取出工件，拆除工装夹具，完成焊接。

其中，所述步骤a的弧面半径为5mm~20mm，所述弧面高度为1mm~1.5mm。

其中，所述圆角半径为0.05mm~0.1mm。

其中，所述发动机本体为钛合金材料。

本发明的有益效果：

本发明将发动机本体的焊接底孔加工为直孔和弧面配合的钎焊结构，再引入光纤窥镜检查钎焊缝间隙，并在真空炉中按照步骤a~步骤i进行真空焊接，解决了传统的真空钎焊焊料填充不足，存在管道泄漏风险的问题，提高了真空钎焊的密封性和可靠性。其中，本发明还采用直孔和弧面配合的钎焊结构，通过外力挤压钛合金管道，使得钛合金管道产生轴向位置，可以确保钛合金管道的底部与焊接底孔的底部紧密接触，解决了传统的融化后的钎焊料容易流入焊接底孔的通道的问题，还解决了传统的焊接部分流阻变化过大产生的堵塞风险的问题，提高焊接的质量。

附图说明

图1为本发明的一种钛合金管道的真空钎焊方法的流程图。

图2为本发明的真空钎焊的结构示意图。

图3为本发明的焊接底孔的结构示意图。

图4为本发明的发动机本体与钛合金管道的结构示意图。

在图1至图4中的附图标记包括：

1—发动机本体2—钛合金管道3—焊接底孔的上部分

4—焊接底孔的下部分。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图1-4对本发明进行详细的描述。

本实施例所述的一种钛合金管道的真空钎焊方法，包括以下步骤：

a，将发动机本体1的焊接底孔的下部分4加工为弧面；焊接底孔的上部分3加工为直孔，所述直孔的下沿与焊接底孔的下部分4的弧面相切，所述直孔与钛合金管道2之间形成配合的钎焊缝间隙，所述钎焊缝间隙为0.02~0.05mm；

b，对钛合金管道2的焊接端进行修配，将钛合金管道2的出口端面与钛合金管道2外壁的垂直度设置在0.03mm以内，并将钛合金管道2的出口端面的外缘处导圆角；

c，将钛合金管道2插入焊接底孔，并在钛合金管道2上施加垂直于底孔端面的外力，将钛合金管道2的底部挤压变形，使钛合金管道2贴合在焊接底孔的弧面上；具体地，通过在钛合金管道2上施加外力，使得钛合金管道2的底部挤压变形，其轴向变形量为0.8mm~1.5mm；

d，将所有钛合金管道2用工装夹具固定；优选地，所述工装夹具采用高温合金钢材料；

e，采用光纤窥镜对钛合金管道2进行逐一检查钎焊缝间隙，确保钛合金管道2与发动机本体1底孔之间形成配合的钎焊缝间隙满足0.02mm~0.05mm；

f，使用银基钎焊料，用乙烯醇溶剂将银基钎焊料制成你奖状，均匀涂抹在焊缝周围；

g，将发动机本体1、钛合金管道2以及工装夹具放入真空炉中，并将真空炉内气压抽至2pa以内；

h，将真空炉加热到800℃~900℃，升温时间为1h~3h，然后高温保持10~30分钟，最后停止加热，保持真空炉处于真空状态，将发动机本体1、管道以及工装夹具一起随炉冷却至室温；

i，打开真空炉，取出工件，拆除工装夹具，完成焊接。

本发明将发动机本体1的焊接底孔加工为直孔和弧面配合的钎焊结构，再引入光纤窥镜检查钎焊缝间隙，并在真空炉中按照步骤a~步骤i进行真空焊接，解决了传统的真空钎焊焊料填充不足，存在管道泄漏风险的问题，提高了真空钎焊的密封性和可靠性。

其中，本发明还采用直孔和弧面配合的钎焊结构，通过外力挤压钛合金管道2，使得钛合金管道2产生轴向位置，可以确保钛合金管道2的底部与焊接底孔的底部紧密接触，解决了传统的融化后的钎焊料容易流入底孔通道的问题，还解决了传统的焊接部分流阻变化过大产生的堵塞风险的问题，提高焊接的质量。

本实施例所述的一种钛合金管道的真空钎焊方法，所述步骤a的弧面半径为5mm~20mm，所述弧面高度为1mm~1.5mm。

本实施例所述的一种钛合金管道的真空钎焊方法，所述圆角半径为0.05mm~0.1mm。

本实施例所述的一种钛合金管道的真空钎焊方法，所述发动机本体1为钛合金材料。具体地，优选地，钛合金材料为tc4钛合金；tc4钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。