一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置的制作方法

本发明涉及一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置，它适用于给呈弧形分布的薄壁毛细管排钎焊提供精确定位。属于航空宇航科学技术领域。

背景技术：

强预冷高超声速飞行动力技术的关键在高效超预冷器制备，而高效超预冷器制备基于高温合金薄壁毛细管材的制备和连接。高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊因此成为了整个强预冷高超声速飞行动力技术研发的重中之重。

强预冷高超声速飞行动力系统中预冷器，主要由高温合金薄壁毛细管密集阵列排管组成核心换热单元，单元内主要部件包括二级管、薄壁毛细管以及薄壁毛细管定位隔板。强预冷高超声速飞行动力系统中预冷器中呈弧状分布的薄壁毛细管的焊接精度直接依赖于其钎焊支撑装置的合理性和可靠性。

由于高超声速飞行动力循环系统换热器的工况要求为常规换热器的10倍，其结构排布，内部温度和压力，以及换热能力要求均远远超过常规换热器设计指标。而目前的钎焊连接工艺及连接工装设计，往往是参照现有常规换热器进行，所以根据强预冷高超声速飞行动力系统中预冷器中薄壁毛细管分布的的特殊弧线构型，需设计出一种专用钎焊支撑装置，以达到薄壁毛细管的精确定位。目前没有一个钎焊支撑装置能够满足这种要求。本发明就是提供一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置，以解决现有的问题。

技术实现要素：

(1)目的

为保证呈弧状分布的薄壁毛细管的焊接定位的精度，需设计一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置，本发明就是提供一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置。

(2)技术方案

本发明是一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置，技术方案如下：

图1为一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置的装配图。它是圆弧状件，主要由底盘部分、二级管定位部分和隔板定位部分三部分组成。它们之间的位置连接关系是：二级管定位部分和隔板定位部分位于底盘部分上方，通过螺纹连接。

所述底盘部分，包括定位底盘1。定位底盘1的结构形式见图2，其可通过圆盘加工改制而成：首先以圆盘轴心为原点坐标，切割定位底盘1的外形；然后根据薄壁毛细管分布的的特殊弧线构型，沿定位底盘1的厚度方向加工8个阶梯型槽，要求间隙均匀。阶梯型槽分两步加工工序：第一步加工深度为5mm的阶梯槽，第二步在阶梯槽底面加工通孔，方便后续螺纹固定；最后在弧形结构的两端位置，加工两个尺寸为10mm*10mm的大阶梯槽，加工方法与之前8个阶梯型槽加工方法保持一致。

所述二级管定位部分，包括二级管立柱2、二级管固定螺钉3、二级管立柱固定4、二级管定位部分固定螺钉10等四个部分。二级管立柱2结构形式见图3(a)、图3(b)、图3(c)所示。二级管立柱固定4结构形式见图4(a)、图4(b)所示。其中，二级管立柱2可以通过圆棒材加工改制而成，其与二级管立柱固定4通过二级管固定螺钉3连接在一起，可有效限制待焊零件在平面内的位移，起到对待焊零件的固定作用。连接后的结构通过二级管定位部分固定螺钉10固定到定位底盘1上，实现对二级管定位部分的整体定位。整个二级管定位部分位于底盘部分的上部。

所述隔板定位部分，包括隔板立柱固定5、隔板6、隔板立柱7、隔板固定螺钉8、隔板定位部分固定螺钉9等五个部分组成。隔板立柱固定5、隔板6、隔板立柱7结构形式分别见图5(a)、图5(b)、图5(c)、图6、图7(a)、图7(b)所示。隔板立柱固定5和隔板立柱7可通过圆棒材加工改制而成，隔板6可通过板材打孔加工而成。隔板立柱7与隔板立柱固定5中间夹入隔板6，上下两端通过隔板固定螺钉8紧固，可以起到对隔板6的定位作用。连接后的结构通过隔板定位部分固定螺钉9固定到定位底盘1上，实现对隔板定位部分的整体定位。整个隔板定位部分位于底盘部分的上部。

(3)优点和功效

本发明是基于强预冷高超声速飞行动力系统中预冷器中薄壁毛细管分布的的特殊弧线构型特点，提供了一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置。优点主要体现在：底盘部分均匀分布的阶梯型槽，通过控制二级管定位部分、隔板定位部分的相对位置，保证了焊接后的薄壁毛细管形状符合设计型线要求，并为整体高温合金薄壁毛细管密集阵列排管的钎焊提供结构支撑。采用螺纹连接，使待焊零件的安装、定位、拆卸均比较方便。

附图说明

图1是一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置装配图。

图2是定位底盘1的结构形式。

图3(a)、图3(b)、图3(c)是二级管立柱结构形式。

图4(a)、图4(b)是二级管立柱固定结构形式。

图5(a)、图5(b)、图5(c)是隔板立柱固定结构形式。

图6是隔板结构形式。

图7(a)、图7(b)隔板立柱结构形式。

图中的序号和符号说明如下：

1.定位底盘2.二级管立柱3.二级管固定螺钉

4.二级管立柱固定5.隔板立柱固定6.隔板7.隔板立柱

8.隔板固定螺钉9.隔板定位部分固定螺钉

10二级管定位部分固定螺钉

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明一种用于高温合金薄壁毛细管密集阵列钎焊的支撑装置的装配图。它是圆弧状件。所述的支撑装置主要由底盘部分、二级管定位部分和隔板定位部分三部分组成。它们之间的位置连接关系是：二级管定位部分和隔板定位部分位于底盘部分上方，通过螺纹连接。

所述底盘部分，包括定位底盘1。定位底盘1的结构形式见图2，其可通过圆盘加工改制而成：首先以圆盘轴心为原点坐标，切割定位底盘1的外形；然后沿定位底盘1的厚度方向加工8个阶梯型槽。阶梯型槽分两步加工工序：第一步加工深度为5mm的阶梯槽，第二步在阶梯槽底面加工通孔，方便后续螺纹固定；最后在弧形结构的两端位置，加工两个尺寸为10mm*10mm的大阶梯槽，加工方法与之前8个阶梯型槽加工方法类似。

所述二级管定位部分，包括二级管立柱2、二级管固定螺钉3、二级管立柱固定4、二级管定位部分固定螺钉10等四个部分。二级管立柱2可以通过圆棒材加工改制而成，其与二级管立柱固定4通过二级管固定螺钉3连接在一起，可有效限制待焊零件在平面内的位移，起到对待焊零件的固定作用。连接后的结构通过二级管定位部分固定螺钉10固定到定位底盘1上，实现对二级管定位部分的整体定位。整个二级管定位部分位于底盘部分的上部。

所述隔板定位部分，包括隔板立柱固定5、隔板6、隔板立柱7、隔板固定螺钉8、隔板定位部分固定螺钉9等五个部分组成。隔板立柱固定5和隔板立柱7可通过圆棒材加工改制而成，隔板6可通过板材打孔加工而成。隔板立柱7与隔板立柱固定5中间夹入隔板6，上下两端通过隔板固定螺钉8紧固，可以起到对隔板6的定位作用。连接后的结构通过隔板定位部分固定螺钉9固定到定位底盘1上，实现对隔板定位部分的整体定位。整个隔板定位部分位于底盘部分的上部。

下面以焊接四排300根薄壁毛细管为例进行说明。

该支撑装置在工作时，首先放置在水平的桁架上；具体步骤如下：

第一步，将两端的二级管立柱2安装在定位底盘1两端的10mm*10mm的大阶梯槽中，将一个待焊二级管固定在一端的二级管立柱2中，利用二级管立柱固定4和二级管固定螺钉3进行紧固，调整其相对角度，保持二级管上开孔可以方便串入高温合金薄壁毛细管，通过二级管定位部分固定螺钉10固定。

第二步，将8组隔板定位部分安装至定位底盘1上，具体操作以安装一组为例：首先，将隔板立柱7安装在定位底盘1上的深度为5mm的阶梯槽中，保证隔板立柱7的下端面接触到阶梯槽的底面，从而保证了隔板定位部分的相对高度；然后将隔板立柱固定5和隔板6通过隔板固定螺钉8固定，注意隔板上开孔方位与之前装配好的二级管上的开孔方位保持一致，方便后续串入高温合金薄壁毛细管。最后调整好相对位置后，利用隔板定位部分固定螺钉9紧固，防止隔板定位部分的水平方向扭动。

第三步，在安装完8组隔板定位部分后，依次将四排300根薄壁毛细管串入第一个待焊二级管中，完成后将第二个待焊二级管固定在另一端的二级管立柱2中，利用二级管立柱固定4和二级管固定螺钉3对第二个待焊二级管进行紧固，调整其相对角度，保持第二个待焊二级管上的开孔可以方便串入高温合金薄壁毛细管，通过二级管定位部分固定螺钉10固定，最后依次将四排300根薄壁毛细管串入第二个待焊二级管中，完成整体高温合金薄壁毛细管密集阵列排管的定位工作。

综上所述，该支撑装置在对呈弧状分布的高温合金薄壁毛细管密集阵列排管装配焊接时，可有效提供支持，保证型线准确度，为焊接提供精确定位。