[發明專利]一種異種金屬的擴散焊接方法

有效

• 申請號: 201710017274.5
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106808078B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張麗娜;趙衍華;劉敏;唐林峰;黑增民;朱瑞燦;崔景芝;孫海亮;袁德海;朱平萍;郭俐;李曉琳;凌翎
• 申請（專利權）人: 首都航天機械公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B23K20/14;B23K20/26;B23K103/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(1)、將第一待焊接金屬結構件(1)裝入第二待焊接金屬結構件(2)中，并保證第一待焊接金屬結構件(1)的外表面與第二待焊接金屬結構件(2)的內表面緊密貼合，得到組合焊接件，所述第一待焊接金屬結構件(1)與第二待焊接金屬結構件(2)為異種金屬，且第一待焊接金屬結構件(1)的膨脹系數小于第二待焊接金屬結構件(2)的膨脹系數；

步驟(2)、對組合焊接件分別安裝內撐限位工裝(3)和外側限位工裝(4)，即將內撐限位工裝(3)裝入第一待焊接金屬結構件(1)內部，將外側限位工裝(4)安裝在第二待焊接金屬結構件(2)的外側，且內撐限位工裝(3)的外表面與第一待焊接金屬結構件(1)的內表面緊密貼合，外側限位工裝(4)的內表面與第二待焊接金屬結構件(2)的外表面緊密貼合；所述內撐限位工裝(3)和外側限位工裝(4)所用材料的膨脹系數均小于第一待焊接金屬結構件(1)的膨脹系數，熔點均高于第一待焊接金屬結構件(1)的熔點，內撐限位工裝(3)和外側限位工裝(4)用于約束焊接過程中組合焊接件的徑向膨脹；

步驟(3)、對組合焊接件進行真空擴散焊接，焊接過程中對組合焊接件施加軸向壓力，約束組合焊接件的軸向膨脹；

步驟(4)、焊接完成后，拆除內撐限位工裝(3)和外側限位工裝(4)，得到異種金屬焊接件。

2.根據權利要求1所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：所述步驟(1)中通過裝配工裝(5)將第一待焊接金屬結構件(1)裝入第二待焊接金屬結構件(2)中，所述裝配工裝(5)為臺階柱形結構，其中一級臺階柱形結構(5-1)的外徑與第一待焊接金屬結構件(1)的內徑相匹配，二級臺階柱形結構(5-2)的外徑與第二待焊接金屬結構件(2)的內徑相匹配。

3.根據權利要求2所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：裝配過程中，首先將裝配工裝(5)裝入第二待焊接金屬結構件(2)內部，將第一待焊接金屬結構件(1)套裝在一級臺階柱形結構(5-1)的外表面，第一待焊接金屬結構件(1)與第二待焊接金屬結構件(2)之間為過盈配合；通過施壓將第一待焊接金屬結構件(1)壓入第二待焊接金屬結構件(2)中，所述裝配工裝(5)與第一待焊接金屬結構件(1)和第二待焊接金屬結構件(2)之間均為間隙配合；所述裝配工裝(5)為非金屬材料。

4.根據權利要求3所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：所述第一待焊接金屬結構件(1)與第二待焊接金屬結構件(2)之間過盈配合的過盈量為0.1-0.3mm；所述第一待焊接金屬結構件(1)與第二待焊接金屬結構件(2)沿軸向的接觸高度為2-10mm；所述裝配工裝(5)與第一待焊接金屬結構件(1)和第二待焊接金屬結構件(2)之間間隙配合的配合間隙為0.05-0.1mm。

5.根據權利要求1所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：所述第一待焊接金屬結構件(1)的外表面開設環形凹槽(1-1)，所述環形凹槽為單槽、雙槽或多槽。

6.根據權利要求5所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：所述環形凹槽(1-1)的深度為0.5-1mm，沿軸向的長度為第一待焊接金屬結構件(1)總長度的1/4-1/2。

7.根據權利要求1所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：所述步驟(2)中內撐限位工裝(3)為臺階柱形結構，其中一級臺階柱形結構(3-1)的外徑與第一待焊接金屬結構件(1)的內徑相匹配，外側限位工裝(4)為兩端開口的圓筒結構，內徑與第二待焊接金屬結構件(2)的外徑相匹配。

8.根據權利要求7所述的一種異種金屬的擴散焊接方法，其特征在于：所述內撐限位工裝(3)與外側限位工裝(4)的材料均為非金屬或鉬，非金屬具體為陶瓷或石墨。