[發明專利]一種鋁鋰合金板材局部擴散連接方法

有效

• 申請號: 202010612758.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111730187B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 秦中環;李保永;姚為;韓維群;劉奇;劉偉;肖瑞;徐柄桐;張天麟;丁科迪
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/24
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 叢洪杰

本發明涉及一種鋁鋰合金板材局部擴散連接方法，屬于精密鈑金加工技術領域，解決了現有技術中鋁鋰合金板材表面氧化膜影響鋁鋰合金表面連接的問題。本發明提供一種鋁鋰合金板材局部擴散連接方法，包括步驟1：將上、下鋁鋰合金板進行表面預處理；步驟2：將上、下鋁鋰合金板焊接形成一個口袋并留一開口；步驟3：將口袋置于上、下模具之間，抽成真空狀態并加熱；步驟4：通過開口向口袋內充入氣體至口袋與上、下模具的型腔貼合形成鼓包部位；步驟5：將步驟4狀態下的口袋抽成真空狀態，再通過上模具進氣口和下模具進氣口分別向上模具和下模具中充入氣體，將鼓包部位的上下鋁鋰合金板壓平并貼緊。本發明實現了鋁鋰合金版局部擴散連接。

技術領域

本發明涉及精密鈑金加工技術領域，尤其涉及一種鋁鋰合金板材局部擴散連接方法。

背景技術

擴散連接技術是在一定的溫度和壓力下，經過保壓一段時間后，使材料兩對接面的原子相互擴散，最終實現接頭的冶金結合的固相連接技術。擴散連接具有接頭質量好、變形量小、可實現局部或大面積構件的連接等優點。

鋁鋰合金具有密度低、比強度高、比剛度高、耐腐蝕性能好、抗疲勞性能較高等優點，廣泛應用于航空航天以及民用領域。但是，鋁鋰合金表面在室溫下極易形成一層致密穩定的氧化膜，且在擴散連接過程中該氧化膜既不分解也不溶解于基體，嚴重阻礙鋁原子的相互擴散。

目前，實現鋁鋰合金擴散連接的方法主要有：真空環境、惰性氣體保護、添加中間層以及大的形變量。真空環境在擴散連接過程中可以有效防止鋁鋰合金表面的氧化，但使工藝難度增加，并不能完全避免鋁鋰合金表面的氧化。惰性氣體保護也可以有效防止鋁鋰合金表面的氧化，可以達到和真空環境同樣的效果，但實際工藝中鋁鋰合金都不可避免的會接觸空氣，對防止鋁鋰合金表面氧化的作用也是有限的。添加中間層通常會在界面處形成新的相或者與母材發生反應生成脆性金屬間化合物，大大降低了連接接頭的剪切強度，有很大局限性。現有的大的形變量方法只適合整體擴散連接，不適合多層結構等需要的局部擴散連接，其應用范圍也很有限。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種用于鋁鋰合金板材的局部擴散連接方法，用以解決現有技術中鋁鋰合金表面氧化膜影響鋁鋰合金表面連接的問題。

本發明是通過以下技術方案實現：

一種鋁鋰合金板材局部擴散連接方法，包括如下步驟：

步驟1：將上鋁鋰合金板和下鋁鋰合金板進行表面預處理；

步驟2：將上鋁鋰合金板和下鋁鋰合金板的四周焊接形成一個口袋并留一開口；

步驟3：將口袋置于上模具和下模具之間，通過開口將口袋抽成真空狀態，并將口袋、上模具和下模具一起加熱；

步驟4：通過開口向口袋內充入氣體至口袋的上鋁鋰合金板和下鋁鋰合金板分別與上模具和下模具的型腔貼合形成鼓包部位；

步驟5：首先將步驟4狀態下的口袋內抽成真空狀態，再通過上模具進氣口和下模具進氣口分別向上模具和下模具中充入氣體，將鼓包部位的上鋁鋰合金板和下鋁鋰合金板壓平并貼緊，實現上鋁鋰合金板和下鋁鋰合金板的局部擴散連接。

進一步地，步驟1中，表面預處理過程先采用化學方法去除上鋁鋰合金板和下鋁鋰合金板表面污物及氧化層，再采用物理方法進一步去除氧化層。

進一步地，步驟2中，所述焊接的方式為氬弧焊接。

進一步地，步驟3中，將口袋、上模具和下模具一起加熱至500℃～550℃。

進一步地，步驟3中，所述真空狀態的真空度為10^-2～10^-1Pa。

進一步地，步驟4中，通過開口向口袋內充入氬氣，至口袋內氬氣壓力為0.5～2MPa。