[發明專利]一種準熱等靜壓擴散連接裝置及方法

無效

• 申請號: 200910071347.4
• 申請日: 2009-01-24
• 公開（公告）號: CN101497148A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 曹健;崔紅軍;馮吉才;何鵬;李卓然;張麗霞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B08B3/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 劉同恩

技術領域

本發明涉及一種擴散連接裝置及方法。

背景技術

傳統擴散連接是一種精密的連接方法，是指相互接觸的表面，在高溫下利用軸向壓力使被連接表面相互靠近，局部發生塑性變形，經一定時間后結合層原子間相互擴散形成整體的可靠連接，為實現一次成功連接多組精密構件，需將壓頭7拓展為平板8，見圖2，而且對平板表面平面度要求較高，構件不同區域受熱不均，易引起內部應力產生焊后變形，并且單一軸向加壓容易使構件產生變形(墩粗)，難以實現構件的精密連接，而現有熱等靜壓擴散連接的方法需將待連接材料密封在包套內，用某種液體或氣體介質在各個方向加力將兩種材料緊密地壓在一起，通過加熱體的直接輻射構件進行加熱，加熱到熔點以下的某個溫度，并保溫保壓一段時間，使材料通過原子間相互擴散實現連接；盡管液靜壓法和氣靜壓法可用面廣，優越性大，但它仍有不足之處，這種方法需要在特殊的熱等靜壓設備上完成，在普通的擴散焊機上無法實現，并且在焊接前需要將待連接材料密封在包套內，工藝復雜，難以廣泛地應用于企業的大規模生產中。

發明內容

本發明的目的是為解決傳統擴散連接需將壓頭拓展為高精度平板，并且單一軸向加壓容易使構件產生墩粗，不易控制連接精度，構件不同區域受熱不均，易引起內部應力產生焊后變形，現有熱等靜壓擴散連接需要在熱等靜壓設備上完成，在普通的擴散焊機上無法實現的問題，提供一種準熱等靜壓擴散連接裝置及方法。

本發明的準熱等靜壓擴散連接裝置包括筒體、頂滑塊、底滑塊和粉末，底滑塊設置在筒體的下端，頂滑塊設置在筒體的上端且頂滑塊的上端至少一半外露在筒體的上端面外，筒體的內腔裝有粉末。

本發明的準熱等靜壓擴散連接方法是通過以下步驟實現：一、將兩個待連接構件的表面精加工、超聲清洗；二、將步驟一中的兩個待連接構件的表面相對疊加，用50-100μm的金屬箔將對接后的側表面包覆，并用金屬絲纏繞在金屬箔上將其固定后埋入筒體內腔的粉末中；三、將裝有待連接構件的準熱等靜壓擴散連接裝置放入擴散焊機的爐膛內，焊機上的壓頭直接作用在頂滑塊上，連接溫度為兩個待連接構件熔點的0.5～0.8倍，保溫20分鐘到4小時，冷卻到室溫，即完成兩個構件的擴散連接。

本發明的優點是：一、本發明相對于傳統擴散連接而言，本發明的裝置在壓頭上省去了擴展平板，采用流動粉末作為加壓介質代替單一軸向加壓，將壓力均勻的施加在待連接構件的各個表面，構件接頭連接質量高、連接過程中構件受熱均勻、連接引起的變形小、生產率高等特點；二、本發明的方法相對于通過液相或者氣相加壓的熱等靜壓擴散連接而言，本發明利用普通擴散焊設備可以實現熱等靜壓擴散連接工藝，以實現復雜構件的熱等靜壓精密擴散連接；省去了待連接構件必須密封在包套內的工藝，從而使得工藝簡單、設備成本低，擴散連接的效果接近于熱等靜壓。三、本發明的裝置和方法適用于實現多種金屬自身及相互間的高效精密擴散連接，尤其適合于具有復雜結構的金屬件的擴散連接。

附圖說明

圖1是本發明準熱等靜壓擴散連接裝置的結構示意圖，圖2是現有熱等靜壓擴散連接時需要在壓頭上外延剛性平板的結構示意圖，圖3是鍍銀試件采用本發明準熱等靜壓擴散連接方法所獲得的連接接頭微觀組織形貌圖，圖4是鍍銀試件采用現有擴散連接方法所獲得的連接接頭微觀組織形貌圖，圖5是鍍金試件采用本發明準熱等靜壓擴散連接方法所獲得的連接接頭微觀組織形貌圖，圖6是鍍金試件采用現有擴散連接方法所獲得的連接接頭微觀組織形貌圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式包括筒體1、頂滑塊2、底滑塊3和粉末4，底滑塊3設置在筒體1的下端，頂滑塊2設置在筒體1的上端且頂滑塊2的上端至少一半外露在筒體1的上端面外，筒體1的內腔裝有粉末4。采用粉末顆粒作為加壓介質，代替熱等靜壓機的液體或氣體加壓，從而在普通擴散焊機上輔助相應裝置利用粉末流動施加均壓，實現構件的精密連接。筒體1的大小根據擴散焊機的內腔尺寸確定；使用時，首先在筒體1內放置底滑塊，之后放入一定量的粉末4，放入包覆好的待連接構件，再撒入粉末4至筒體1的上沿，放置頂滑塊2，輕輕壓下頂滑塊2使之進入筒體1內且進入的高度為頂滑塊2的1/5即可。頂滑塊2與底滑塊3在擴散連接時保持剛性，因此沿壓頭軸向壓實粉末4。