一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法

专利名称：一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法
技术领域：
本发明涉及扩散焊接工艺领域，具体涉及一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法。
背景技术：
扩散焊是在某种介质环境下(真空、气保护等)，一定的温度和压力下，待焊表面相互接触，通过微观塑性变形或通过在待焊表面上产生的微量液相而扩大待焊表面的物理接触，使结合材料在发生微小塑性变形和蠕变的同时，经一定时间的结合层原子间相互扩散，从而形成整体的可靠连接的一种先进连接方法。扩散焊接技术可用于一些大面积结合件、中空构件、层叠构件、具有复杂通道构件等的连接，焊接时某些特定区域需要隔离止焊， 且连接区域与非连接区域界限需精确控制。
资料表明，控制连接区域与止焊区域可借助焊接工装来实现，但需要焊接工装能够耐高温，且不与待焊产品发生粘接或化学反应，目前工装制作材料有陶瓷和石墨等材料， 陶瓷耐高温但脆性强，扩散焊接过程中施加压力容易造成工装断裂破坏，石墨材料则容易与材料发生粘接，不易彻底清除，带来多余物遗留隐患；此外还可通过涂胶刻形的方式实现，需要保护胶有足够的结合力且容易剥离，采用该方法，对人员要求较高，涂覆时保护胶要避免污染待焊面，同时刻形时需工装控制刻形界限，且刻形需用力得当，否则会造成零件表面的损伤。发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、可靠，能够精确控制扩散焊连接区域与非连接区域，控制精度达到0. 02mm的精确控制扩散焊接/止焊区域的方法。
实现本发明目的的技术方案一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其采用扩散焊进行同种材料或异种材料的部分区域焊接，该方法按照如下步骤进行
(a)清洁待焊接零件的表面，去除表面油污、氧化物杂质；
(b)通过电镀或离子注入方式在待焊接零件的表面形成金属表面改性层；
(c)根据待焊接零件的焊接区域尺寸制作PVC膜；该PVC膜一面可胶贴，并且PVC 膜尺寸与焊接区域尺寸一致，控制精度达到0. 02mm ；
(d)将步骤(C)所述的PVC膜粘贴于待焊接零件的焊接区域表面以进行保护；待焊接零件的其余区域为止焊区域，将待焊接零件的止焊区域表面的金属表面改性层去除；
(e)在待焊接零件的止焊区域表面涂覆IO3或陶瓷基止焊剂，止焊剂厚度小于PVC 膜的厚度；
(f)将涂覆止焊剂后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接区域，零件进行装配后进行扩散焊接。
如上所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其步骤(a)中通过超声波清洗或化学清洗方式清洁待焊接零件的表面。
如上所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其步骤(d)中通过将待焊接零件放入酸液槽中，将止焊区域表面的金属表面改性层去除。
如上所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其步骤(b)所述的金属表面改性层为镍层或银层。
如上所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其所述的待焊接零件的表面粗糙度Ra < 3. 2。
如上所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其所述的PVC膜的厚度为 0. 15 0. 25mm，金属表面改性层的厚度为0. 15 0. 25，止焊剂的厚度0. 05 0. 14mm。
本发明的效果在于本发明所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，在待焊接零件的焊接区域粘帖PVC膜，通过精确控制PVC膜的尺寸，即可实现对焊接区域尺寸的精确控制，即焊接区域和止焊区域精确界定。本发明方法工艺简单，可靠，原材料成本低廉，易实现。


图1为待焊接零件示意图2为与焊接区域尺寸一致的PVC膜示意图3为对焊接区域保护后止焊剂涂覆示意图4为焊接件焊接示意图5为图4的焊接件剖面示意图。
图中1为止焊区域，2为焊接区域；3为涂覆的止焊剂；4为PVC膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的作进一步描述。
实施例1
本发明所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其采用扩散焊进行两个同种材料(不锈钢材料)部分区域焊接，不锈钢待焊接零件的表面粗糙度Ra ^ 3. 2。该方法具体包括如下步骤
(a)如图1所示，通过超声波清洗方式清洁待焊接不锈钢零件的表面，去除表面油污、氧化物等杂质；
(b)通过电镀方式在待焊接零件的表面电镀0.15 0.25mm厚的镍层(例如厚 0. 15mm、0. 20mm或0. 25mm)，以利于材料原子的扩散。
(c)如图2所示，根据待焊接零件的焊接区域尺寸制作PVC膜；该PVC膜材料为市售PVC产品，其一面可胶贴，并且PVC膜尺寸与设计的焊接区域尺寸一致，控制精度达到 0.02mm。该PVC膜的厚度为0. 15 0. 25mm(例如厚0. 15mm、0. 20mm或0. 25mm)。这样通过精确控制PVC膜的尺寸，即可实现对焊接区域尺寸的精确控制，即焊接区域和止焊区域精确界定。
(d)如图3所示，将步骤(c)所述的PVC膜4粘贴于待焊接零件的焊接区域2表面， 用以进行保护；待焊接零件的其余区域为止焊区域1，通过将待焊接零件放入酸液槽中，将止焊区域1表面的镍层去除；
(e)在待焊接零件的止焊区域1表面涂覆^O3，止焊剂3厚度为0.05 0. 14mm (例如厚0. 05mm、0. 10謹或0. 14謹)，小于PVC膜的厚度。
(f)如图4和图5所示，将涂覆止焊剂后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接区域2，零件进行装配后进行扩散焊接。
实施例2
本发明所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其采用扩散焊进行异种材料(铜材料和不锈钢材料)的部分区域焊接，待焊接零件的表面粗糙度Ra <3. 2。该方法具体包括如下步骤
(a)通过化学清洗方式清洁待焊接铜零件的表面，去除表面油污、氧化物等杂质；
(b)通过离子注入方式在待焊接铜零件的表面形成银层，银层的厚度为0. 150. 25mm (例如厚 0. 15mm、0. 20mm 或 0. 25mm)。
(c)根据待焊接铜零件的焊接区域尺寸制作PVC膜；该PVC膜材料为市售PVC产品，其一面可胶贴，并且PVC膜尺寸与设计的焊接区域尺寸一致，控制精度达到0. 02mm。该 PVC 膜的厚度为 0. 150. 25mm(例如厚 0. 15mm、0. 20mm 或 0. 25mm)。
(d)将步骤(c)所述的PVC膜粘贴于待焊接铜零件的焊接区域表面，用以进行保护；待焊接铜零件的其余区域为止焊区域，通过将待焊接铜零件放入酸液槽中，使止焊区域表面的银层去除；
(e)在待焊接铜零件的止焊区域表面涂覆陶瓷基止焊剂，止焊剂厚度为0. 050. 14mm(例如厚 0. 05mm、0. IOmm 或 0. 14mm)，小于 PVC 膜的厚度。
(f)将涂覆止焊剂后的待焊接铜零件表面的PVC膜去除，露出待焊接区域，与不锈钢零件进行装配后进行扩散焊接。
权利要求
1.一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其采用扩散焊进行同种材料或异种材料的部分区域焊接，其特征在于该方法按照如下步骤进行(a)清洁待焊接零件的表面，去除表面油污、氧化物杂质；(b)通过电镀或离子注入方式在待焊接零件的表面形成金属表面改性层；(c)根据待焊接零件的焊接区域尺寸制作PVC膜；该PVC膜一面可胶贴，并且PVC膜尺寸与焊接区域尺寸一致，控制精度达到0. 02mm ；(d)将步骤(c)所述的PVC膜粘贴于待焊接零件的焊接区域(2)表面以进行保护；待焊接零件的其余区域为止焊区域(1)，将待焊接零件的止焊区域(1)表面的金属表面改性层去除；(e)在待焊接零件的止焊区域(1)表面涂覆IO3或陶瓷基止焊剂，止焊剂厚度小于PVC 膜的厚度；(f)将涂覆止焊剂后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接区域0)，零件进行装配后进行扩散焊接。
2.根据权利要求1所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其特征在于步骤(a)中通过超声波清洗或化学清洗方式清洁待焊接零件的表面。
3.根据权利要求1所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其特征在于步骤(d)中通过将待焊接零件放入酸液槽中，将止焊区域(1)表面的金属表面改性层去除。
4.根据权利要求1所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其特征在于步骤(b)所述的金属表面改性层为镍层或银层。
5.根据权利要求1所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其特征在于所述的待焊接零件的表面粗糙度Ra < 3. 2。
6.根据权利要求1所述的一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法，其特征在于所述的PVC膜的厚度为0. 15 0. 25mm，金属表面改性层的厚度为0. 15 0. 25，止焊剂的厚度 0. 050. 14mm。
全文摘要
本发明提供一种精确控制扩散焊接/止焊区域的方法。其步骤(a)清洁待焊接零件的表面；(b)通过电镀或离子注入方式在待焊接零件的表面形成金属表面改性层；(c)根据待焊接零件的焊接区域尺寸制作PVC膜；该PVC膜一面可胶贴，并且PVC膜尺寸与焊接区域尺寸一致；(d)将PVC膜粘贴于待焊接零件的焊接区域表面以进行保护；待焊接零件的其余区域为止焊区域，将待焊接零件的止焊区域表面的金属表面改性层去除；(e)在待焊接零件的止焊区域表面涂覆止焊剂；(f)将涂覆止焊剂后的待焊接零件表面的PVC膜去除，露出待焊接区域，零件进行装配后进行扩散焊接。本发明方法可实现对焊接区域尺寸的精确控制，工艺简单，可靠，原材料成本低廉，易实现。
文档编号B23K20/00GK102500907SQ20111032929
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者刘景铎, 刘琦, 张丽娜, 曲振海, 田鑫 申请人:中国运载火箭技术研究院, 首都航天机械公司