本发明涉及材料连接,特别涉及一种扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置及其工作方法。
背景技术:
1、扩散焊分为相异材质扩散焊和相同材质扩散焊。相同材质扩散焊主要针对含具有复杂内曲面空腔、流道、微孔等特殊结构的铝合金精密器件的连接需求,固相扩散焊凭借其非熔融连接特性,在抑制结构变形和避免流道堵塞方面展现出独特优势,被认为是实现铝合金精密焊接的有效途径。
2、文献“influence of al foil interlayer on performance of vacuumdiffusion bonding joint of 6061 aluminium alloy, d.s. liu, j.h. xu, x.h. li,et al., journal of iron and steel research international, 2024, 31 influenceof al foil interlayer on performance of vacuum diffusion bonding joint of6061 aluminium alloy (10): 2404-2412.”公开了一种添加铝箔中间层扩散焊6061铝合金的方法,所得到的接头为79 mpa,结合率为95.91%。与未添加铝箔的接头相比较,其变形率降低了1.58 %,为8.05 %。但其设备成本高昂且受限于工件尺寸,难以实现规模化应用。
3、申请号cn202310735100.8的发明专利公开了一种基于液相和固相联合扩散的铝合金低温低压连接方法,通过互相摩擦或施加超声波等机械方式去除界面的气膜及材料表面氧化膜。但对于一些具有特殊结构的工件,在机械方式实施过程中会使结构产生失效,且液相金属存在堵塞微孔风险。
4、扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除现有技术为电化学方法。采用电化学方法扩散焊用铝合金待焊面的腐蚀程度会有所不同,扩散焊用铝合金待焊面与其内腔的锐边会腐蚀更剧烈些。因此,扩散焊用铝合金待焊面,采用电化学方法会导致其平面度提高出现瓶颈,扩散焊后铝合金成型件会在内腔与扩散焊结合面形成腐蚀裂纹源。铝在室温下会外表会形成氧化膜。如果去除氧化膜在加工内腔需要设备在保护氛围或者真空下加工,其成本较高。
5、由此可见,扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除的工程化需求,急需开发一种成本低廉且操作简单、实用的新工艺方法来改善铝合金接头性能,为扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除提供新的解决方案。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明公开了一种扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置及其工作方法。
2、具体技术方案如下:
3、一种扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,包括手套箱、磨床、铝合金板材、型芯和中间层片;
4、手套箱为所述装置整体提供氛围保护;
5、磨床包括砂轮、驱动和立柱,驱动为砂轮的转动提供动力,驱动设置在立柱上,可沿立柱上下运动;
6、铝合金板材包含多个内部型腔、待焊面、型腔和筋,包括下铝合金板材和上铝合金板材;
7、型芯包含中心螺纹孔、过盈配合部分和导向间隙配合部分;过盈配合部分上部分过盈配合,撑紧型腔;导向间隙配合部分使型芯更易装进下铝合金板材和上铝合金板材内;中心螺纹孔通过螺栓拧紧,固定过盈配合部分和导向间隙配合部分,实现过盈装配;
8、所述型芯可以安装到铝合金板材的型腔内,也可以通过专用工具拆卸;型芯的上表面安装位置略低于铝合金板材的待焊面。
9、所述手套箱用于保护氛围,包括手套和密封门,手套用于抓取和操作,密封门用于密封整个手套箱。
10、还包括中间层密封桶,内部可以放置带真空包装的成卷的中间层卷或不带真空包装的成卷的中间层卷。
11、还包括工具箱,内部包含剪刀,用于将中间层卷剪切成中间层片。
12、所述中间层片的材质为铝箔。
13、还包括除尘器,用于收集磨削加工产生的金属粉尘。
14、扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置的工作方法,具体包括如下步骤:
15、步骤一:手套箱内形成氩气保护氛围,,开启除尘器;
16、步骤二:型芯过盈装配到下铝合金板材内;
17、步骤三:磨床去除下铝合金板材的待焊面的氧化膜;
18、步骤四:型芯过盈装配到上铝合金板材内;
19、步骤五:磨床去除上铝合金板材的待焊面的氧化膜;
20、步骤六:拆除下铝合金板材和上铝合金板材上的型芯;
21、步骤七:下铝合金板材、中间层片和上铝合金板材三者之间的待焊面贴合,形成待焊组件;
22、步骤八:手套箱内解除氩气保护氛围,将上述待焊组件放置在真空扩散焊设备内进行真空扩散焊。
23、与现有技术相比,本发明具有如下有益技术效果:
24、本发明采用保护氛围磨削加工,一是可以避免破坏非铝合金待焊面的氧化膜,二是可以避免铝磨削二次氧化问题,三是可以避免铝干磨削最大的问题闪爆。采用保护氛围操作和使用中间层密封桶,可以解决室温中间层氧化的问题,使用除尘器预防人体金属粉尘职业病
25、由于扩散焊用铝合金待焊面与其内腔的锐边会腐蚀更剧烈些。因此,扩散焊用铝合金待焊面,采用电化学方法会导致其平面度提高出现瓶颈,扩散焊后铝合金成型件会在内腔与扩散焊结合面形成腐蚀裂纹源。本发明可以避免电化学方法的化学污染问题,避免电化学方法扩散焊用铝合金待焊面的腐蚀程度不同。
26、本发明型芯过盈装配到上铝合金板材内,解决了铝合金板材由于内腔构造导致的刚度不同,进而导致,内部筋板稀疏不同的地方,会影响磨削后平面度的问题。
1.一种扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:包括手套(101)箱(1)、磨床(3)、铝合金板材、型芯(4)和中间层片(7);
2.根据权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:所述型芯(4)可以安装到铝合金板材的型腔(202)内,也可以通过专用工具拆卸;型芯(4)的上表面安装位置略低于铝合金板材的待焊面(201)。
3.根据权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:所述手套(101)箱(1)用于保护氛围,包括手套(101)和密封门(102),手套(101)用于抓取和操作,密封门(102)用于密封整个手套(101)箱(1)。
4.根据权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:还包括中间层密封桶(5),内部可以放置带真空包装的成卷的中间层卷或不带真空包装的成卷的中间层卷。
5.根据权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:还包括工具箱(6),内部包含剪刀,用于将中间层卷剪切成中间层片(7)。
6.根据权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:所述中间层片(7)的材质为铝箔。
7.根据权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置,其特征在于:还包括除尘器(9),用于收集磨削加工产生的金属粉尘。
8.如权利要求1所述的扩散焊用铝合金待焊面氧化膜去除装置的工作方法,其特征在于,具体包括如下步骤: