一种气压扩散焊拉瓦尔喷管未焊合修补方法及工装与流程

本发明属于拉瓦尔喷管生产，涉及一种拉瓦尔喷管未焊合修补方法及装备，尤其为一种气压扩散焊拉瓦尔喷管未焊合修补方法及工装。

背景技术：

1、拉瓦尔喷管的直径两端大、中间小，按照扩散焊接的理论，是用内撑的方法将喷管的内壁贴合在外壁上完成焊接，但是用气压扩散焊接时，喷管的两端与中间的压力是相等的，按照形变理论，直径小的区域需要的压力更大，如果按照直径小的区域的大压力进行焊接，直径大的区域很可能出现凹槽等的缺陷，因此，为保证喷管两端焊合的同时，兼顾中间直径小的区域的焊合，在焊接过程中往往采用一种中间状态的压力曲线，寻找喷管的大端与小端均能焊合的两个压力之间的平衡是关键点。喷管内壁的材料一般采用延展性好的铜，在焊接完成后，喷管的未焊合缺陷单元分，通常会在液压测试时表现为内壁鼓包而被报废。

2、现有技术中，并没有对报废的产品进行补救的有效措施，没有有效的办法提高拉瓦尔喷管的产品成品率，因此，有必要提供一种方法及工装，用于将报废的产品进行有效的返修、补救，使被报废的拉瓦尔喷管在补救后能够通过压力、流量等的测试，符合产品的成品要求，从而提高拉瓦尔喷管在生产过程中的成品率。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种气压扩散焊拉瓦尔喷管未焊合修补方法及工装,以解决现有技术中存在的报废的产品没办法补救，产品成品率低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的的具体技术方案如下：

3、一种气压扩散焊拉瓦尔喷管未焊合修补工装，其包括充气-抽真空单元、铣加工单元及扩散焊接单元，所述充气-抽真空单元设置在所述喷管的前端，包括气管a，所述气管a的数量为2根，2根气管a的一端与喷管的内壁与外壁之间连通，另一端外接供气单元、抽真空单元或供纯净水单元；

4、所述铣加工单元用于在修补前期设置在喷管内部、为喷管的内壁及外壁提供支撑；

5、所述扩散焊接单元用于在扩散焊接时设置在喷管内、为喷管的内壁的外侧提供局部真空的环境或者局部惰性气体的环境。

6、所述铣加工单元包括设置在喷管内的内壁前段支撑、内壁后段支撑，以及用于连接二者的连接组件a，所述内壁前段支撑与喷管的前段内壁贴合、内壁后段支撑与喷管的后段内壁贴合。

7、所述扩散焊接单元包括内部工装及外部工装，所述内部工装设置在拉瓦尔喷管内，包括气管，设置在喷管前端的平衡块a组，设置在喷管后端的反作用力平衡块，所述平衡块a组与反作用力平衡块通过连接组件b连接，连接后的平衡块a组与反作用力平衡块之间与喷管的内壁共同形成空腔，所述气管b设置在所述平衡块a组靠近喷管前端出口的端面上，气管b的一端与空腔连通，另一端连接供气单元或抽真空单元；

8、所述外部工装包括外包套a及外包套b，所述外包套a及外包套b通过螺钉固定在与内部工装对应的喷管的外壁上。

9、所述平衡块a组包括气压返修形面块、管路安装环以及主体块a，所述主体块a与所述平衡块b组通过连接组件b连接，所述管路安装环套装在所述主体块a上，位于所述主体块a靠近喷管前端的一端，所述气压返修形面块套装在所述管路安装环上、外壁与喷管的内壁配合。

10、所述连接组件b包括螺杆、垫片及螺母，所述螺杆穿过平衡块a组及反作用力平衡块后通过垫片及螺母将二者固定。

11、一种气压扩散焊拉瓦尔喷管未焊合修补方法，其包括以下步骤：

12、a，烘干待修补喷管：喷管的内壁与外壁在经过液压测试后内部有残留的纯净水，在修补喷管前，先将喷管的内壁与外壁之间的水排净后，烘干，用干燥的氮气检测，出气口无水汽即可；

13、b，局部校平整：对喷管内壁的鼓包处进行校形、将鼓包压平，校形至与未变形区域基本一致；

14、c，标记变形区域：在喷管的外壁上标记出与喷管内壁的鼓包变形区域，用于做下一步操作的基准；

15、d，外壁铣加工：将铣加工单元装配至喷管内后，将喷管固定在铣床上，对2根气管a分别通入压力为0.15mpa至0.25mpa的干燥惰性气体后，对步骤c中喷管的外壁标记区域铣槽至露出喷管内壁；

16、e，准备外壁补块：按照外壁铣加工的空缺准备外壁补块，所述外壁补块与喷管铣槽区域的周边间隙的范围为小于0.1mm，所述外壁补块的厚度与喷管外壁接茬的高度差范围为小于0.1mm，在外壁补块的非焊接面刷专用胶，专用胶的种类可以选择为铝合金化铣专用胶，防止镀上新材料影响焊接，在外壁补块的焊接面先电镀镍，其中电镀镍的厚度为0.005mm至0.01mm，再在镍的表面镀银，厚度为0.005mm至0.01mm，去除外壁补块上非焊接面的保护胶，用锉刀修整，保证非焊接面无镀层，将外壁补块清洗干净后待用；

17、f，处理喷管内壁：利用2根气管a给喷管的内壁与外壁之间充入干燥的惰性气体，气压范围为0.15mpa至0.25mpa，用刮刀对内壁靠近外壁的一侧进行去毛刺处理至内壁的筋表面漏出金属色，在操作过程中保证无多余物掉入内壁与外壁之间的槽道内，用丙酮擦拭内壁的筋表面与外壁的铣加工立面；

18、g，焊接外壁补块：将外壁补块利用电子束焊接到喷管外壁的铣槽上；

19、h，气密测试：在喷管的2根气管a上一个充入0.1mpa的干燥惰性气体，另一个封堵，在电子束焊接部位采用皂泡法进行气密检验，无气泡变大即为合格；

20、i，局部气压扩散焊接：将扩散焊接单元装入喷管内，将2根气管a分别与外置抽真空单元连接，对其抽真空，将扩散焊接单元的气管b接外置抽真空单元以外独立的抽真空系统对其抽真空，将喷管的温度升高至980℃与990℃之间后，维持温度，将气管b的抽真空状态改为充入惰性气体，使平衡块a组与平衡块b组件空腔的压力为1.2mpa，进行局部气压扩散焊接，充气时间120min后，将气管b内的气体放掉改为抽真空，并降温至常温；

21、j，对气压扩散焊接后的喷管进行性能测试：拆卸工装，对修补后的喷管进行气密测试，然后对其进行液压测试，测试合格后进行下一步；

22、k，对步骤j中通过性能测试的喷管进行工业ct检测，通过检测的喷管即可归为合格品。

23、所述步骤c中标记变形区域时，将缺陷区域单边放大2mm至3mm，以确保与鼓包内壁对应的外壁部分全部去除。

24、所述步骤d及步骤f中通过2根气管a充入的惰性气体为干燥的氮气，管内气压控制为0.2mpa，所述骤h中充入的惰性气体为干燥的氮气。

25、所述步骤i中，在将扩散焊接单元装入喷管内之前，先在所述扩散焊接单元中的气压返修形面块与喷管接触的两接触面上刷止焊剂，气管b与管路安装环之间的接触面上刷止焊剂，在管路安装环与气压返修形面块、主体块a的接触面之间刷止焊剂，在部件外包套a、外包套b及螺钉的接触面之间刷止焊剂，上述止焊剂的厚度控制在0.02mm至0.05mm之间，均匀致密无高点无漏点；

26、给喷管内壁与扩散焊接单元部件对应的区域刷止焊剂，止焊剂厚度控制在0.02mm至0.05mm之间，均匀致密无高点无漏点。

27、所述步骤j中的气密测试包括向2根气管a中充气至压力保持在0.1mpa，将修补后的喷管防止在防爆间的水池中，通过摄像头观察，无气泡产生视为合格；

28、所述液压测试包括将1根气管a接纯净水，另1根气管a排气，确定气体排净后封堵，并将修补后的喷管防止在防爆箱内，按照升压曲线对修补后的喷管进行压力测试，用百分表测试喷管内壁，用摄像头观察内壁百分表的情况及液压保压情况，具体观察方式为：观察液压测试时内壁的变形量，卸载液压后看百分表的表针是否回到原位，以判断喷管内壁发生的是弹性变形还是塑性变形，发生弹性变形的喷管即为测试合格。

29、本发明的有益效果在于：本发明所提供了一种气压扩散焊拉瓦尔喷管未焊合修补方法及工装，通过利用本发明提供的工装及方法，能够对因为内壁与外壁未焊合而报废的喷管提供一种能够进行局部气压扩散焊接的有效返修方法，用此工装及方法对报废品进行局部气压扩散焊接的返修后，能够通过拉瓦尔喷管质检过程中的气密测试、液压测试及ct检测，符合产品的成品要求，从而能够对生产线上的部分报废品进行有效补救。

30、本发明所提供的技术方案简单，可应用性强，能够有效提高拉瓦尔喷管在生产过程中的成品率，降低了生产过程中因为报废品而造成的损失。