CN103894795B - 一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，包括以下步骤：将除气抽气管与复合包套的上盖进行真空电子束焊接，再将上、下盖与复合包套体进行真空电子束焊接；将焊接好的复合包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与包套的除气抽气管相连接，密封好接头部位后加热除气；除气完毕，用氧乙炔火焰对抽气管烘烤至微红；使用平口液压钳在烤红处进行钳压；再使用带有压槽的液压钳在已压平的区域再次钳压；使用剪钳在最上方的压槽处将其剪断；使用氩弧焊对剪断部位进行封焊即可。本发明解决了现有钳封方法易造成包套体漏气、成品率低的问题，工艺过程稳定，钳封质量好，复合棒/线材成品率高。

Description

一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法
技术领域
本发明属于金属复合材料加工技术领域，具体涉及一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法。
背景技术
金属复合棒/线材一般是通过至少两种类型的金属材料二次组装后拉伸而成的。在其生产过程中，首先需要将一种金属材料组装进另一种金属材料包套中并进行封焊，再利用真空设备通过包套上盖的抽气管对包套内部进行除气，排除包套体内部的空气，除气后对抽气管进行钳封，再进行挤压、拉伸等后续加工工序。需要注意的是，为了增强除气效果，去除内部材料表面的残留气体，必要时可对包套体进行加热除气。
除气质量的好坏对锭坯之后的挤压以及拉伸过程有着极大影响。除气完毕后如何保持包套体内的真空度以防止包套内部材料被氧化，从而使复合体包套内部在挤压及拉伸过程中形成良好的冶金结合是金属复合材料加工的关键所在。因此对于抽气管除气方式来说，除气完毕后抽气管的封焊工序至关重要。之前我们曾使用过在大气中对除气抽气管进行人工手动冷焊钳封的方法，该方法的生产成本较低、操作方便，但是很难保证钳封质量，容易造成包套体漏气，使复合体包套内部的真空度降低，因此难以保证最终产品的质量，使产品成品率大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，解决了现有钳封方法易造成包套体漏气、成品率低的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，具体包括以下步骤：
步骤1，将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，再分别将复合体包套的上、下盖与包套进行真空电子束焊接，得到焊接好的复合体包套；
步骤2，将所述步骤1得到的焊接好的复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与除气抽气管连接起来，密封好接头部位后进行加热除气；
步骤3，除气完毕，用氧乙炔火焰将除气抽气管烘烤至微红；
步骤4，使用平面液压钳对除气抽气管烘烤至微红处进行钳压；
步骤5，使用带有压槽的液压钳在平面液压钳已压平的区域再次钳压；
步骤6，使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；
步骤7，对剪断部位进行封焊即可。
本发明的特点还在于，
步骤1中真空电子束焊接的真空度为6×10-7～3×10-5MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA。
步骤2中密封使用耐高温的真空油脂进行密封。
步骤2中加热除气的真空度为1.0×10-5～1.0×10-3MPa，加热温度为400-470℃，在该温度在持续除气2-3小时。
步骤4中钳压的压强为50-80MPa，钳压保持1-2分钟后松开钳口，压平区域的厚度4-7mm。
步骤5中带有压槽的液压钳的压槽有三道。
步骤5中钳压的压强为50-80MPa，钳压保持1-2分钟后松开钳口，所得压槽深度2-3mm，槽口宽2-4mm。
步骤7中封焊为氩弧焊。
本发明的有益效果是：本发明一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，解决了现有钳封方法易造成包套体漏气、成品率低的问题，工艺过程稳定，钳封质量好，复合棒/线材成品率高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，具体包括以下步骤：
步骤1，将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，真空电子束焊接的真空度为6×10-7～3×10-5MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，再分别将复合体包套的上、下盖与包套进行真空电子束焊接，得到焊接好的复合体包套；
步骤2，将步骤1得到的焊接好的复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与除气抽气管连接起来，使用耐高温的真空油脂密封好接头部位后进行加热除气，除气炉的真空度为1.0×10-5～1.0×10-3MPa，加热温度为400-470℃，在该温度下持续除气2-3小时；
步骤3，除气完毕，用氧乙炔火焰将除气抽气管烘烤至微红；
步骤4，使用平面液压钳对除气抽气管烘烤至微红处进行钳压，钳压压强为50-80MPa，钳压保持1-2分钟后松开钳口，压平区域的厚度4-7mm；
步骤5，使用带有三道压槽的液压钳在平面液压钳已压平的区域再次钳压，钳压压强为50-80MPa，钳压保持1-2分钟后松开钳口，所得压槽深度2-3mm，槽口宽2-4mm；
步骤6，使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；
步骤7，使用氩弧焊对剪断部位进行封焊即可。
本发明一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，解决了现有钳封方法易造成包套体漏气、成品率低的问题，工艺过程稳定，钳封质量好，复合棒/线材成品率高。
实施例1
将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，真空电子束焊接的真空度为3×10-5MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，再分别将复合包套的上、下盖与复合体包套体进行真空电子束焊接，首先将上盖、下盖与包套的缝隙进行八点定位焊接，真空电子束炉室真空度为3×10-5MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，检查焊点质量，确认无误后进行真空电子束封焊，焊接电流B=90mA，焊接速度F=200°/min，聚焦电流Z=6000mA，得到焊接好的复合体包套；将已焊接好的直径为Φ350mm、长920mm的NbTi/Cu复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与直径为Φ14mm×Φ7mm的包套除气抽气管连接起来，使用4号真空脂密封好接头部位后进行加热除气，除气炉的真空度为1.0×10-5MPa，加热温度为400℃，在该温度下持续除气3小时；除气完毕，用氧乙炔火焰对除气抽气管烘烤至微红；使用平面液压钳在烤红处进行钳压，钳压压强为80MPa，钳压保持1分钟后松开钳口，压平区域的厚度约7mm；使用带有三道压槽的液压钳在已压平的区域再次钳压，钳压压强为80MPa，钳压保持1分钟后松开钳口，所得压槽深度3mm，槽口宽4mm；使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；使用氩弧焊对剪断部位进行封焊即可。
实施例2
将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，真空电子束焊接的真空度为6×10-7MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，再分别将复合体包套的上、下盖与包套进行真空电子束焊接，首先将上盖、下盖与包套的缝隙进行八点定位焊接，真空电子束炉室真空度为6×10-7MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，检查焊点质量，确认无误后进行真空电子束封焊，焊接电流B=90mA，焊接速度F=200°/min，聚焦电流Z=6000mA，得到焊接好的复合体包套；将已焊接好的直径为Φ120mm、长240mm的Nb3Al复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与直径为Φ10mm×Φ5mm的包套除气抽气管连接起来，使用4号真空脂密封好接头部位后进行加热除气，除气炉的真空度为1.0×10-3MPa，加热温度为470℃，在该温度下持续除气2小时；除气完毕，用氧乙炔火焰对除气抽气管烘烤至微红；使用平面液压钳在烤红处进行钳压，钳压压强为70MPa，钳压保持1.5分钟后松开钳口，压平区域的厚度约5mm；使用带有三道压槽的液压钳在已压平的区域再次钳压，钳压压强为70MPa，钳压保持1.5分钟后松开钳口，所得压槽深度2mm，槽口宽3mm；使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；使用氩弧焊对剪断部位进行封焊即可。
实施例3
将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，真空电子束焊接的真空度为5×10-6MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，再分别将复合体包套的上、下盖与包套进行真空电子束焊接，首先将上盖、下盖与包套的缝隙进行八点定位焊接，真空电子束炉室真空度为5×10-6MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，检查焊点质量，确认无误后进行真空电子束封焊，焊接电流B=90mA，焊接速度F=200°/min，聚焦电流Z=6000mA，得到焊接好的复合体包套；将已焊接好的直径为Φ350mm、长920mm的NbTi/Cu复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与直径为Φ14mm×Φ7mm的包套除气抽气管连接起来，使用4号真空脂密封好接头部位后进行加热除气，除气炉的真空度为1.0×10-4MPa，加热温度为430℃，在该温度下持续除气2.5小时；除气完毕，用氧乙炔火焰对除气抽气管烘烤至微红；使用平面液压钳在烤红处进行钳压，钳压压强为50MPa，钳压保持2分钟后松开钳口，压平区域的厚度约4mm；使用带有三道压槽的液压钳在已压平的区域再次钳压，钳压压强为50MPa，钳压保持2分钟后松开钳口，所得压槽深度3mm，槽口宽2mm；使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；使用氩弧焊对剪断部位进行封焊即可。
实施例4
将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，真空电子束焊接的真空度为9×10-6MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，再分别将复合体包套的上、下盖与包套进行真空电子束焊接，首先将上盖、下盖复合包套体的缝隙进行八点定位焊接，真空电子束炉室真空度为9×10-6MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA，检查焊点质量，确认无误后进行真空电子束封焊，焊接电流B=90mA，焊接速度F=200°/min，聚焦电流Z=6000mA，得到焊接好的复合体包套；将已焊接好的直径为Φ120mm、长240mm的Nb3Al复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与直径为Φ10mm×Φ5mm的包套除气抽气管连接起来，使用4号真空脂密封好接头部位后进行加热除气，除气炉的真空度为9×10-4MPa，加热温度为450℃，在该温度下持续除气2.5小时；除气完毕，用氧乙炔火焰对除气抽气管烘烤至微红；使用平面液压钳在烤红处进行钳压，钳压压强为60MPa，钳压保持1.5分钟后松开钳口，压平区域的厚度约6mm；使用带有三道压槽的液压钳在已压平的区域再次钳压，钳压压强为60MPa，钳压保持1.5分钟后松开钳口，所得压槽深度2mm，槽口宽3mm；使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；使用氩弧焊对剪断部位进行封焊即可。
使用手动钳封时所获得复合线材的最终成品率为74%左右，而使用液压钳封后所得复合线材的最终成品率为77%左右，提高了约3%。最主要的是，使用手动钳封批量生产时，时不时会出现除气后漏气的锭坯，该锭坯根本无法进行后续的拉伸工序；而使用液压钳封后，没有再出现漏气现象。

Claims (8)

1.一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，将除气抽气管与复合体包套的上盖进行真空电子束焊接，再分别将复合体包套的上、下盖与包套进行真空电子束焊接，得到焊接好的复合体包套；
步骤2，将所述步骤1得到的焊接好的复合体包套装入除气炉中，用真空橡胶管将真空机组与除气抽气管连接起来，密封好接头部位后进行加热除气；
步骤3，除气完毕，用氧乙炔火焰将除气抽气管烘烤至微红；
步骤4，使用平面液压钳对除气抽气管烘烤至微红处进行钳压；
步骤5，使用带有压槽的液压钳在平面液压钳已压平的区域再次钳压；
步骤6，使用剪钳从复合体包套最上方的压槽处将其剪断；
步骤7，对剪断部位进行封焊即可。
2.如权利要求1所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤1中真空电子束焊接的真空度为6×10-7～3×10-5MPa，焊接电流B=80mA，焊接速度F=300°/min，聚焦电流Z=6000mA。
3.如权利要求1所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤2中密封使用耐高温的真空油脂进行密封。
4.如权利要求1所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤2中加热除气的真空度为1.0×10-5～1.0×10-3MPa，加热温度为400-470℃，在该温度下持续除气2-3小时。
5.如权利要求1所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤4中钳压的压强为50-80MPa，钳压保持1-2分钟后松开钳口，压平区域的厚度4-7mm。
6.如权利要求1所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤5中带有压槽的液压钳的压槽有三道。
7.如权利要求1或6所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤5中钳压的压强为50-80MPa，钳压保持1-2分钟后松开钳口，所得压槽深度2-3mm，槽口宽2-4mm。
8.如权利要求1所述的一种复合体包套除气抽气管液压钳封的方法，其特征在于，所述步骤7中封焊为氩弧焊。
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