[實用新型]一種脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320516402.8
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN203401212U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣少松;盧振
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工大宇航精工科技有限公司
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B23K20/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接的裝置。

背景技術(shù)

鈦合金具有良好的熱穩(wěn)定性和焊接性能，中等的室溫/高溫強度及良好的高溫塑性，是目前航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的一種先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料。鈦合金多層結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)重量較小，承力層穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)彎曲剛度大和抗疲勞性強等優(yōu)點，已被廣泛用來制造航空航天輕量化部件。

目前制造鈦合金多層結(jié)構(gòu)多采用超塑成形/擴散連接技術(shù)，傳統(tǒng)鈦合金擴散連接一般在高溫環(huán)境下（900℃左右）長時間進(jìn)行，板材的擴散連接區(qū)域、非擴散連接區(qū)域及擴散連接加壓模具均升高到擴散連接所需的高溫環(huán)境，整體加熱時間長，不僅造成能源的極大浪費，降低了擴散連接效率，也導(dǎo)致板材非擴散區(qū)域的晶粒長大嚴(yán)重，造成連接后結(jié)構(gòu)性能降低。而擴散連接本質(zhì)上所需要加熱升溫的只有擴散連接區(qū)域，其他部位沒有升溫的必要。因此，如果能開發(fā)一種能對擴散連接區(qū)域局部升溫進(jìn)行擴散連接的裝置，就可以改變目前傳統(tǒng)鈦合金能耗高、效率低的現(xiàn)狀。因此，開發(fā)鈦合金局部升溫擴散連接裝置具有極大的應(yīng)用價值，尤其在降低能耗，節(jié)約能源方面具有重大意義。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是要解決現(xiàn)有鈦合金擴散連接需要整體加熱，非擴散區(qū)域和模具無謂升溫所造成的升溫效率低的問題，而提供一種脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接裝置。

本實用新型脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接裝置由電源控制器、脈沖電源、壓力裝置、正電極導(dǎo)體、負(fù)電極導(dǎo)體、接觸電極、保溫裝置、絕緣體和測溫裝置組成，電源控制器的控制信號輸出端連接脈沖電源的控制信號輸入端，在脈沖電源的正電壓輸出端連接正電極導(dǎo)體的一端，脈沖電源的負(fù)電壓輸出端連接負(fù)電極導(dǎo)體的一端，正電極導(dǎo)體和負(fù)電極導(dǎo)體的另一端分別連接有接觸電極，在接觸電極上開有凹槽，在接觸電極的外部套有保溫裝置，其中與正電極導(dǎo)體連接的接觸電極的上表面與壓力裝置的壓力滑塊接觸，與負(fù)電極導(dǎo)體連接的接觸電極的下表面墊有絕緣體，絕緣體下表面與壓力裝置的固定座接觸，測試連接鈦合金板材溫度的測溫裝置通過反饋電路與電源控制器相連。

本實用新型脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接裝置主要由脈沖電流加熱系統(tǒng)、測溫-保溫系統(tǒng)及壓力加載系統(tǒng)構(gòu)成，其中脈沖電流加熱系統(tǒng)主要包括脈沖電源、電源控制系統(tǒng)及接觸電極。測溫-保溫系統(tǒng)主要包括測溫裝置，溫度反饋系統(tǒng)及保溫裝置，其中溫度反饋系統(tǒng)可以將所測的鈦合金板材溫度反饋到電源控制系統(tǒng)，從而通過調(diào)節(jié)電流改變加熱溫度。而壓力加載系統(tǒng)主要包括壓力加載系統(tǒng)及壓力控制系統(tǒng)。

本實用新型的原理是利用電流的焦耳熱對鈦合金板材擴散連接區(qū)域直接進(jìn)行升溫，不需要對非擴散區(qū)域及模具進(jìn)行升溫，大幅提高升溫效率，減少所需能耗。這是由于鈦合金的電阻率比較大，為1.6Ω·mm²/m左右，因此相同條件下其產(chǎn)生的焦耳熱相比其他材料更大，而同時其導(dǎo)熱系數(shù)較低，因此散熱較慢，兩者結(jié)合就使鈦合金具有極佳的焦耳熱效應(yīng)，故不需要對非擴散區(qū)域及模具進(jìn)行升溫，進(jìn)而提高了擴散連接裝置的升溫效率。

附圖說明

圖1是本實用新型脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接裝置的結(jié)構(gòu)圖，1—電源控制器，2—脈沖電源，3—壓力裝置，4—正電極導(dǎo)體，5—負(fù)電極導(dǎo)體，6—接觸電極，7—保溫裝置，8—壓力滑塊，9—絕緣體，10—固定座，11—測溫裝置，12—反饋電路，13—鈦合金板材。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結(jié)合附圖對具體實施方式作進(jìn)一步說明：

本實施方式脈沖電流輔助鈦合金局部高溫擴散連接裝置由電源控制器1、脈沖電源2、壓力裝置3、正電極導(dǎo)體4、負(fù)電極導(dǎo)體5、接觸電極6、保溫裝置7、絕緣體9和測溫裝置11組成，電源控制器1的控制信號輸出端連接脈沖電源2的控制信號輸入端，在脈沖電源2的正電壓輸出端連接正電極導(dǎo)體4的一端，脈沖電源2的負(fù)電壓輸出端連接負(fù)電極導(dǎo)體5的一端，正電極導(dǎo)體4和負(fù)電極導(dǎo)體5的另一端分別連接有接觸電極6，在接觸電極6上開有凹槽，在接觸電極6的外部套有保溫裝置7，其中與正電極導(dǎo)體4連接的接觸電極6的上表面與壓力裝置3的壓力滑塊8接觸，與負(fù)電極導(dǎo)體5連接的接觸電極6的下表面墊有絕緣體9，絕緣體9下表面與壓力裝置3的固定座10接觸，測試連接鈦合金板材溫度的測溫裝置11通過反饋電路12與電源控制器1相連。