[發明專利]一種陶瓷基復合材料結構件鉚焊防變形工裝及方法

有效

• 申請號: 202011353158.9
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112475648B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 李仁意;蘇海龍;康志杰;趙兵兵;張建平;張倩
• 申請（專利權）人: 西安鑫垚陶瓷復合材料有限公司
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00;B23K103/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種基于防變形工裝的陶瓷基復合材料結構件鉚焊方法，所述陶瓷基復合材料結構件底部沿其長度方向設有n個定位軸，n個定位軸的軸線共面；定義共面的平面為xz平面，陶瓷基復合材料結構件的長度方向為x向，厚度方向為y向，高度方向為z向；

所述防變形工裝，包括定位底板、n個定位塊及m個U形工裝；所述m、n均為大于等于2的正整數；

所述定位底板上開設有與n個定位塊相適配的n個通孔；

所述n個定位塊上開設與定位軸相適配的定位孔；

所述m個U形工裝沿x方向排布，且固定在定位底板上；所述m個U形工裝的內腔用于支撐裝夾待鉚焊陶瓷基復合材料結構件，待鉚焊陶瓷基復合材料結構件底面與U形工裝底面接觸，各個U形工裝的兩個側壁上均螺紋連接有穿過其側壁的j個螺桿，螺桿的端部用于與陶瓷基復合材料結構件的側壁接觸，j為大于等于1的正整數；

定位軸的材料為金屬；定位底板、U形工裝、定位塊及螺桿的材料為石墨；

其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、工裝處理；

步驟1.1、根據待鉚焊陶瓷基復合材料結構件的長度選取與其長度相適配的定位底板，并確定U形工裝的數量，確保支撐裝夾后，待鉚焊陶瓷基復合材料結構件不易變形；

步驟1.2、根據待鉚焊陶瓷基復合材料結構件的厚度選取U形工裝；

步驟1.3、將確定數量的U形工裝沿定位底板的長度方向固定在定位底板上；之后置于CVI碳化硅沉積設備進行CVI-SiC沉積；

步驟2、安裝工裝；

步驟2.1、將n個定位軸沿待鉚焊陶瓷基復合材料結構件的長度方向安裝在其底部，確保n個定位軸的軸線共面；

步驟2.2、將帶有定位軸的待鉚焊陶瓷基復合材料結構件放置于步驟1中CVI-SiC沉積后的工裝上，待鉚焊陶瓷基復合材料結構件的底面與各個U形工裝的底面貼合；

步驟2.3、將各個定位塊安裝到定位底板上，每個定位軸與每個定位塊上的定位孔孔軸配合安裝，確保各個定位軸的軸線共面；具體為：將各個定位塊從下至上安裝到定位底板的各個通孔內，當定位塊底面與定位底板底面齊平時，則安裝到位；

步驟2.4、將螺桿旋入U形工裝側壁，并旋轉至螺桿接觸到待鉚焊陶瓷基復合材料結構件側壁表面時，即停止旋轉；

步驟2.5、將螺桿固定在U形工裝側壁上；

步驟3、裝爐沉積；

步驟3.1、將安裝好的防變形工裝的待鉚焊陶瓷基復合材料結構件裝入CVI碳化硅沉積設備中；

步驟3.2、放置到位后，取出定位軸以及定位塊；

步驟3.3、在1000±150℃溫度下，通入MTS、Ar和H₂，沉積60±10h，完成陶瓷基復合材料結構件的鉚焊；

步驟4、拆除工裝。

2.根據權利要求1所述鉚焊方法，其特征在于：步驟1.3中還包括將固定座安裝在定位底板端部的步驟，以實現立式裝爐沉積。

3.根據權利要求1所述的鉚焊方法，其特征在于：還包括緊固板，所述緊固板的兩端分別以可拆卸的方式固定在U形工裝兩個側壁的頂端。

4.根據權利要求1或3所述的鉚焊方法，其特征在于：還包括固定座，所述固定座固定在定位底板的端部。

5.根據權利要求4所述的鉚焊方法，其特征在于：U形工裝兩個側壁之間的直線距離大于待鉚焊陶瓷基復合材料結構件裝夾部位的厚度；U形工裝的z向高度與待鉚焊陶瓷基復合材料結構件待裝夾部位的z向高度相等。

6.根據權利要求5所述的鉚焊方法，其特征在于：j個螺桿沿z向均布。