一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具的制作方法

本实用新型涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具。

背景技术：

圆棒对接是钎焊/扩散焊试验中较为常见的对接形式之一。但因对焊棒材的尺寸、外形及加工精度等因素，导致了其焊接装配难度大，特别是对于D(对焊棒材)＝5mm～20mm的圆棒对接，极易出现因母材装配错位及高温夹具膨胀变形等原因，导致了对焊母材间的无效焊接及母材错位严重等情况。因此，圆棒式对焊棒材试验对夹具的要求很高。并且传统圆棒式对接的试验夹具，多用螺栓固定，此类由螺柱与螺母间的装配来提供夹紧力的夹具在常温下可将焊件装配紧密，但是高温下螺柱与螺母存在膨胀变形，随焊后冷却至室温，但是高温软化后的螺纹在拆卸后易出现松脱、咬死等问题。

棒状形式的对接，传统的对接夹具所提供的夹紧力，直接关乎焊接过程的成败。在室温情况下，夹具在常温下可将焊件装配紧密，可是在高温焊接温度下，夹具与母材均会出现一定范围的热膨胀，这就会导致最终夹具提供的夹紧力过大，上焊件易被卡死，无法在自身重力或外界压力下与下方焊件紧密贴合，此时焊缝间隙过大，熔化后的钎料或中间层合金流走，导致接头强度下降甚至无法形成致密的接头；在室温情况下，当夹具与对焊棒材间存在一定的间隙，即夹具所提供的夹紧力过小时，在高温焊接工艺下，钎料或中间层合金熔化后，上、下两节焊件在贴紧过程中很难保证对中性，装配错位将直接导致接头无法加工成标准样，焊件无效。因此，结构合理的试验夹具是提供合适夹紧力、保证钎焊/扩散焊接头可焊性和连接强度的关键因素之一。

同时，由于传统的钎焊-扩散焊夹具，其装配结构复杂，导致了焊接前的装配工序繁琐，耗费工时。在焊接过程中，对焊棒材间的钎料高温熔化后的中间层液滴，在压力的左右下，挤出对焊棒材焊接面，流动至夹具与棒材之间，随着温度的降低，钎料凝固后，导致了夹具与棒材之间小区域的焊接，这也会导致焊后夹具拆卸的复杂性，同时，由于夹具的整体结构复杂性，也会导致后期夹具清理的繁琐性，这些问题均要求夹具在结构合理性的同时，还要求其具有良好的可清理性及重复利用性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具，该夹具结构简单可靠，制造成本低，装配焊件快速精确，焊件对中性准确，在高温下能精准定位的圆棒对接式高温钎焊/扩散焊试验夹具，且焊后夹具拆卸简便，夹具清理简便，重复使用性强。

本实用新型的另一目的在于提供一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具的使用方法，该方法简单方便，效率高。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具，包括：

垫板，垫板上开设有中心凹槽和多个圆柱形的定位凹槽，多个圆柱形的定位凹槽呈圆形阵列设置，中心凹槽位于圆形阵列设置的多个定位凹槽的中心；

与定位凹槽一一对应设置的多个定位棒，定位棒设置于定位凹槽内；

对焊棒材，对焊棒材设置于中心凹槽内。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，定位凹槽的数量为6个，定位棒的数量对应地设置为6个。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，垫板、定位凹槽、定位棒、中心凹槽以及对焊棒材的各平面的平整度要求范围为0.01mm～0.1mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，定位凹槽的大小与对焊棒材的大小相匹配，且定位凹槽的加工原则为：

D1＝D2+(0.2～0.3)mm；

H1＝4～8mm；

其中，D1为定位凹槽的直径，D2为对焊棒材的直径，H1为定位凹槽的深度。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，定位棒为棕刚玉棒，棕刚玉棒的选取原则为：

D3＝D1-(0.15～0.3)mm；

H2＝H3-(5～25)mm；

H2＝1/2×H3+(10～25)mm；

其中，D3为棕刚玉棒的直径，H2为棕刚玉棒的深度，H3为对焊棒材的总高度。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，中心凹槽的大小与对焊棒材的大小相匹配，且D4＝D2+(0.1～0.3mm)；

其中，D4为中心凹槽的深度。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，中心凹槽的深度根据对焊棒材的高度进行选定，且中心凹槽的深度为3～6mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，垫板为圆柱形圆盘，圆盘的直径大小根据对焊棒材的大小进行选定；

其中，D5＝(3.5～5)×D2；

H4＝(3～4)×H1；

其中，D5为垫板的直径，H4为垫板的高度。

一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具的使用方法，包括：

将部分定位棒放置于多个相邻的定位凹槽内；

将对焊棒材放置于中心凹槽内；

将剩余的定位棒放置于剩余的相邻的定位凹槽内；

将圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具放置于炉中进行焊接作业。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，在将部分定位棒放置于多个相邻的定位凹槽内之前，还包括对圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具进行清理，用酒精及丙酮进行清洗，并在定位凹槽内、中心凹槽内以及垫板的下底部涂抹酒精混合的Al2O3混合液。

本实用新型的实施例至少具备以下优点或有益效果：

本实用新型的实施例提供了一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具，该夹具包括垫板、多个定位棒以及对焊棒材。其中，垫板上开设有中心凹槽和多个圆柱形的定位凹槽，多个圆柱形的定位凹槽呈圆形阵列设置，中心凹槽位于圆形阵列设置的多个定位凹槽的中心；多个定位棒与定位凹槽一一对应设置。且定位棒设置于定位凹槽内。对焊棒材设置于中心凹槽内。在进行焊接作业时，将多根定位棒设置于定位凹槽内，可形成围绕对焊棒材的定位区域，该定位区域可有效地夹持待焊棒材，从而使得焊件的装配精确快速，对中性准确，进而可在高温下能精准定位的圆棒对接式高温钎焊/扩散焊试验夹具，且焊后夹具拆卸简便，夹具清理简便，重复使用性强。

本实用新型的实施例还提供了一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具的使用方法，该方法简单方便，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具的结构示意图；

图2为图1的剖面结构示意图。

图标：100-圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具；101-垫板；103-中心凹槽；105-定位凹槽；107-定位棒；109-对焊棒材。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1为本实施例提供的圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100的结构示意图；图2为图1的剖面结构示意图。请参阅图1与图2，本实施例提供了一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100，包括：垫板101、定位棒107以及对焊棒材109。

详细地，在本实施例中，垫板101上开设有中心凹槽103和多个圆柱形的定位凹槽105，多个圆柱形的定位凹槽105呈圆形阵列设置，中心凹槽103位于圆形阵列设置的多个定位凹槽105的中心；多个定位棒107与定位凹槽105一一对应设置。且定位棒107设置于定位凹槽105内。对焊棒材109设置于中心凹槽103内。在进行焊接作业时，将多根定位棒107设置于定位凹槽105内，可形成围绕对焊棒材109的定位区域，该定位区域可有效地夹持待焊棒材，从而使得焊件的装配精确快速，对中性准确，进而可在高温下能精准定位的圆棒对接式高温钎焊/扩散焊试验夹具，且焊后夹具拆卸简便，夹具清理简便，重复使用性强。

作为可选的方案，在本实施例中，定位凹槽105的数量为6个，定位棒107的数量对应地设置为6个。6个定位凹槽105圆形阵列设置，每个定位凹槽105内均对应设置有一个定位棒107。用于放置对焊棒材109的中心凹槽103处主要用于定位下部分对焊棒，而上部分对焊棒材109通过6根定位棕刚玉棒定位。当然，在本实用新型的其他实施例中，定位凹槽105的数量还可以根据需求进行选择，本实用新型的实施例不做限定。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，垫板101、定位凹槽105、定位棒107、中心凹槽103以及对焊棒材109的各平面的平整度要求范围为0.01mm～0.1mm。通过对各平面的平整度要求可提高个平面的精度，使得夹具作用后的夹紧效果更好。

详细地，在本实施例中，定位凹槽105的大小与对焊棒材109的大小相匹配，且定位凹槽105的加工原则为：D1＝D2+(0.2～0.3)mm；H1＝4～8mm；其中，D1为定位凹槽105的直径，D2为对焊棒材109的直径，H1为定位凹槽105的深度。

详细地，在本实施例中，定位棒107为棕刚玉棒，棕刚玉棒的选取原则为：D3＝D1-(0.15～0.3)mm；H2＝H3-(5～25)mm；H2＝1/2×H3+(10～25)mm；D3为棕刚玉棒的直径，H2为棕刚玉棒的深度，H3为对焊棒材109的总高度。其中，6个定位圆柱凹槽用于定位6根棕刚玉棒，棕刚玉棒的直径略小于定位凹槽105直径，便于原始对焊棒材109的装配及后期夹具的拆卸。并且，6根棕刚玉棒相互围绕共同形成对焊棒材109放置的中心凹槽103处，其直径略大于对焊棒材109直径，便于原始对焊棒材109的装配及后期夹具的拆卸。

进一步地，在本实施例中，中心凹槽103的大小与对焊棒材109的大小相匹配，且D4＝D2+(0.1～0.3mm)；其中，D4为中心凹槽103的深度。中心凹槽103的深度根据对焊棒材109的高度进行选定，且中心凹槽103的深度为3～6mm。通过对中心凹槽103的直径和对焊棒材109的直径的限制，使得对焊棒材109可稳定设置于中心凹槽103内，有利于后期的对焊作业的进行。同时，由于在高温条件下焊接时，夹具及母材均会发生一定程度的热膨胀，而外扩边缘的0.1～0.3mm，保证了在压力作用下，其不会发生母材与棕刚玉棒材的过度加紧，保证了焊接产品质量。

更进一步地，在本实施例中，垫板101为圆柱形圆盘，圆盘的直径大小根据对焊棒材109的大小进行选定；其中，D5＝(3.5～5)×D2；H4＝(3～4)×H1；D5为垫板101的直径，H4为垫板101的高度。当然，在本实用新型的其他实施例中，垫板101的形状还可以根据需求进行调整与选择，本实用新型的实施例不做限定。

需要说明的是，在本实施例中，在具体的对焊作业过程中，两根对焊棒材109的直径为16mm、高度为37mm，且两根对焊棒材109的总高度为74mm，采用扩散焊工艺。根据被焊圆棒的尺寸进行设置，6个定位凹槽105的高度大小为6mm，直径大小为16.2mm；中心凹槽103的深度为4mm，直径大小为16.2mm；垫板101的高度为15mm，直径大小为60mm；棕刚玉棒的高度大小为60mm，直径大小为16mm。当然，在本实用新型的其他实施例中，各参数还可以根据需求进行调整，本实施例不做限定。

本实用新型的实施例还提供了一种圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100的使用方法，包括：

将部分定位棒107放置于多个相邻的定位凹槽105内；

将对焊棒材109放置于中心凹槽103内；

将剩余的定位棒107放置于剩余的相邻的定位凹槽105内；

将圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100放置于炉中进行焊接作业。

作为优选的方案，其在将部分定位棒107放置于多个相邻的定位凹槽105内之前，还包括对圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100进行清理，用酒精及丙酮进行清洗，并在定位凹槽105内、中心凹槽103内以及垫板101的下底部涂抹酒精混合的Al2O3混合液。

具体地，其具体包括：将夹具表面用砂纸进行清理，用酒精及丙酮进行清洗，在6个定位凹槽105内、中心凹槽103与垫板101的下底部涂抹与酒精混合的Al2O3混合液，待酒精挥发干净后，将3根棕刚玉棒放置于相邻定位凹槽105中，将对焊棒材109放置于中心凹槽103中，将剩余3根棕刚玉棒放置于余下圆柱定位凹槽105中，并将夹具最后放于炉中。

综上所述，本实用新型的实施例提供的圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100，该夹具包括垫板101、多个定位棒107以及对焊棒材109。其中，垫板101上开设有中心凹槽103和多个圆柱形的定位凹槽105，多个圆柱形的定位凹槽105呈圆形阵列设置，中心凹槽103位于圆形阵列设置的多个定位凹槽105的中心；多个定位棒107与定位凹槽105一一对应设置。且定位棒107设置于定位凹槽105内。对焊棒材109设置于中心凹槽103内。在进行焊接作业时，将多根定位棒107设置于定位凹槽105内，可形成围绕对焊棒材109的定位区域，该定位区域可有效地夹持待焊棒材，从而使得焊件的装配精确快速，对中性准确，进而可在高温下能精准定位的圆棒对接式高温钎焊/扩散焊试验夹具，且焊后夹具拆卸简便，夹具清理简便，重复使用性强。

本实用新型的实施例还提供的圆棒对接式钎焊-扩散焊用实验夹具100的使用方法，该方法简单方便，效率高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。