一种钢-钢冷却夹层结构工件的气体加压扩散钎焊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加压扩散钎焊的工艺方法，特别适用于钢-钢冷却夹层结构喷管的钎焊。
【背景技术】
[0002]现阶段，钢-钢冷却夹层结构喷管采用真空钎焊的方法进行钎焊。该方法是在待焊面上预置一层锰基钎料作为中间层，将工件放入钎焊炉中，对炉膛内通入一定量的氩气，钎焊过程中产品外壁在接近0.1MPa的压力及高温作用下发生热塑性变形，从而实现内、夕卜壁之间的贴合及钎焊。但该方法的不足之处在于:外壁前、后段刚性较大，现有的压力条件不易使其发生塑性变形，造成钎焊过程中内外壁贴合情况存在较大差异，在贴合不良的区域液态钎料的毛细填缝作用减弱，接头强度因局部钎焊料用量不足而降低，而在贴合情况较好的区域易导致富余的钎焊料流入冷却通道造成堵塞。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种气体加压扩散钎焊的工艺方法，采用惰性气体作为施压介质作用在工件上，使接头界面紧密接触，促进界面间的扩散，实现工件的尚质量奸焊。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:
[0005](I)在钢-钢冷却夹层结构工件的外壁内表面及内壁外表面上电镀镍，并在内壁筋条表面以点焊的方式预置箔状的BMn70NiCr合金作为中间层；
[0006](2)将外壁和内壁套装成钢-钢冷却夹层结构工件后封闭内壁的两端，形成内腔，对内腔抽真空；将钢-钢冷却夹层结构工件装入扩散焊炉中，在氩气氛围下对钢-钢冷却夹层结构工件进行加压扩散钎焊；
[0007](3)控制扩散焊炉分阶段按不同速率升温，30min由室温升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分别在1180°C进行25min的等温凝固保温，在1000°C进行30min的成分均匀化保温；保温结束后随炉冷却至室温。
[0008]所述步骤(I)中工件钢制外壁内表面及内壁外表面上电镀镍的厚度为4um?7um ；内壁筋条表面预置箔状的BMn70NiCr合金的厚度为0.12mm。
[0009]所述步骤⑵中内腔真空度氺IPa ;加压扩散钎焊的压力为0.2MPa?0.3MPa。
[0010]本发明的有益效果是:
[0011](I)在钎焊过程中通过合理选择加压压力，保证了钎焊件待焊部位的钎焊间隙，在一定程度上降低了钎焊件在钎焊前的装配要求，并在一定程度上提高了钎焊质量；
[0012](2)通过对产品内腔抽真空，并对内、外壁施加一定压力的惰性气体，解决了带有冷却通道的钢-钢复杂回转结构件真空钎焊时钎焊质量差的难题。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的气体加压扩散钎焊的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0015]本发明提供一种钢-钢冷却夹层结构气体加压扩散钎焊的工艺方法，所述工艺方法包括下列步骤:
[0016](I)在钢制外壁内表面及内壁外表面上电镀镍，并在内壁筋条表面以点焊的方式预置箔状的BMn70NiCr合金作为中间层；
[0017](2)将内外壁套装成夹层工件后封闭内腔，工件装入扩散焊炉中，对工件内腔抽真空，炉膛内充氩气加压，进行加压扩散钎焊；
[0018](3)控制炉膛分阶段按不同速率升温，并在等温凝固及成分均匀化阶段分别进行一定时间的保温。保温结束后随炉冷却至室温。
[0019]所述步骤(I)中工件钢制外壁内表面及内壁外表面上电镀镍的厚度为4um?7um ；所述步骤(I)中内壁筋条表面预置箔状的BMn70NiCr合金的厚度为δ 0.12mm。
[0020]所述步骤(2)中扩散钎焊过程工件内腔真空度为氺IPa ;所述步骤(2)中扩散钎焊过程炉膛压力为0.2MPa?0.3MPa。
[0021]所述步骤(3)中扩散钎焊的升温速率为:30min由室温升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C 升至 900 °C、1min 由 900°C 升至 1050°C、25min 由 1050°C 升至1180°C;所述步骤(3)中等温凝固及成分均匀化阶段是指工件分别在1180°C进行25min的保温，在1000°C进行30min的保温。
[0022]本发明的实施例如图1所示的钢-钢冷却夹层结构工件的加压扩散钎焊结构图中，I为工件内壁，2为工件外壁，3为扩散焊炉膛体，4为炉膛充气管，5为扩散焊炉炉门，6为扩散焊轴，7为抽真空管，工件为型面连续的锥形结构件，外壁材料为lCr21Ni5Ti，内壁材料为lCrl8Ni9Ti，采用以下步骤钎焊:
[0023](I)在钢制外壁2内表面及内壁I外表面上电镀4um?7um的镍镀层，并在内壁筋条表面点焊δ 0.12mm的箔状BMn70NiCr合金作为中间层。
[0024](2)将内外壁套装成夹层工件后封闭内腔，将工件装入扩散焊炉3中，封闭炉门5。通过炉膛充气管4对炉膛充入氩气进行加压，炉膛压力为0.2MPa?0.3MPa。通过抽真空管7对工件内腔进行抽真空，内腔真空度氺IPa0
[0025](3)对炉体升温进行扩散钎焊，升温速率为:30min由室温升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分别在1180°C进行25min的等温凝固保温，在1000°C进行30min的成分均匀化保温。钎焊过程中工件连同扩散焊轴6进行匀速旋转，保证产品焊接的均匀性。
[0026]实施例1
[0027](I)在工件外壁内表面及内壁外表面电镀6.3um的镍镀层，并在内壁筋条表面点焊δ 0.12mm的箔状BMn70NiCr合金；
[0028](2)将内外壁套装号后封闭内腔，将工件装入扩散焊炉中。炉膛内充氩进行加压，炉膛压力为0.2MPa，对工件夹层抽真空，内腔真空度0.4Pa ;
[0029](3)对炉体升温进行扩散钎焊，升温速率为:30min由室温升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分别在1180°C进行25min的等温凝固保温，在1000°C进行30min的成分均匀化保温。
[0030]实施例2
[0031](I)在工件外壁内表面及内壁外表面电镀5.8um的镍镀层，并在内壁筋条表面点焊δ 0.12mm的箔状BMn70NiCr合金；
[0032](2)将内外壁套装号后封闭内腔，将工件装入扩散焊炉中。炉膛内充氩进行加压，炉膛压力为0.3MPa，对工件夹层抽真空，内腔真空度0.6Pa ;
[0033](3)对炉体升温进行扩散钎焊，升温速率为:30min由室温升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C升至 900°C、1min 由 900°C升至 1050°C、25min 由 1050°C升至1180°C，并分别在1180°C进行25min的等温凝固保温，在1000°C进行30min的成分均匀化保温。
【主权项】
1.一种钢-钢冷却夹层结构工件的气体加压扩散钎焊方法，其特征在于包括下述步骤: (1)在钢-钢冷却夹层结构工件的外壁内表面及内壁外表面上电镀镍，并在内壁筋条表面以点焊的方式预置箔状的BMn70NiCr合金作为中间层； (2)将外壁和内壁套装成钢-钢冷却夹层结构工件后封闭内壁的两端，形成内腔，对内腔抽真空；将钢-钢冷却夹层结构工件装入扩散焊炉中，在氩气氛围下对钢-钢冷却夹层结构工件进行加压扩散钎焊； (3)控制扩散焊炉分阶段按不同速率升温，30min由室温升至500°C、20min由500°C升至 800°C、20min 由 800°C 升至 900 °C、1min 由 900°C 升至 1050°C、25min 由 1050°C 升至1180°C，并分别在1180°C进行25min的等温凝固保温，在1000°C进行30min的成分均匀化保温；保温结束后随炉冷却至室温。2.根据权利要求1所述的钢-钢冷却夹层结构工件的气体加压扩散钎焊方法，其特征在于:所述步骤(I)中工件钢制外壁内表面及内壁外表面上电镀镍的厚度为4um?7um ;内壁筋条表面预置箔状的BMn70NiCr合金的厚度为0.12mm。3.根据权利要求1所述的钢-钢冷却夹层结构工件的气体加压扩散钎焊方法，其特征在于:所述步骤(2)中内腔真空度氺IPa ;加压扩散钎焊的压力为0.2MPa?0.3MPa。
【专利摘要】本发明提供了一种钢-钢冷却夹层结构工件的气体加压扩散钎焊方法，在工件外壁内表面和内壁外表面上电镀镍，并在内壁筋条表面预置箔状的BMn70NiCr合金作为中间层；内外壁装配到位后将工件装入扩散焊炉中，工件内腔抽真空并对炉膛内充一定压力的氩气，实现内腔与炉膛的压差；控制炉膛分阶段按不同速率升温，在等温凝固及成分均匀化阶段分别进行一定时间的保温。本发明有效地提升了铣槽式喷管的钎焊质量，通过气体加压的方式保证了工件内、外壁的紧密贴合，并且在等温凝固结束后增加了成分均匀化的阶段，大大提高了钎焊接头的性能。
【IPC分类】B23K1/008, B23K1/20
【公开号】CN105215498
【申请号】CN201510727762
【发明人】李珍珍, 吴振中, 李双吉, 朱笑睿, 张文博, 王瑞琦
【申请人】西安航天发动机厂
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月30日