CN104070284B - 一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法 - Google Patents

一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104070284B
CN104070284B CN201410327952.4A CN201410327952A CN104070284B CN 104070284 B CN104070284 B CN 104070284B CN 201410327952 A CN201410327952 A CN 201410327952A CN 104070284 B CN104070284 B CN 104070284B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tubing
hole
welding
taper
copper rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410327952.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104070284A (zh
Inventor
夏国金
唐江
万登攀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIC Liyuan Hydraulic Co Ltd
Original Assignee
AVIC Liyuan Hydraulic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIC Liyuan Hydraulic Co Ltd filed Critical AVIC Liyuan Hydraulic Co Ltd
Priority to CN201410327952.4A priority Critical patent/CN104070284B/zh
Publication of CN104070284A publication Critical patent/CN104070284A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104070284B publication Critical patent/CN104070284B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/24—Preliminary treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明公开了一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，按下述步骤进行：①将待焊件尺寸进行前处理，所述待焊件包括带盲孔的钢基体、带锥孔的铜棒和锥形压柱；②将钢基体和铜棒的焊接表面依次进行汽油浸泡超声波处理、吹干、酸洗超声波处理、水冲洗、无水乙醇浸泡超声波处理、吹干；③采用镍箔作为焊接过渡层材料，将带锥孔的铜棒旋入钢基体的盲孔内，再将锥形压柱放入锥孔内；④将装配后的焊接组件放入焊接炉膛中进行扩散焊接；⑤将焊接件加工成具有内孔的管材，最后用对焊方法使管材与管材焊接结构长度达到所需长度。本发明可实现管材与管材之间的复杂焊接结构，并能获得理想的焊接接头。

Description

一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法
技术领域
本发明涉及一种异种材料的扩散焊接，特别是一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法。
背景技术
扩散焊接技术出现于上世纪60年代初，随着我国航空技术的发展，在该领域的应用越来越广泛，但由于受到焊接结构的限制，其应用范围往往只局限于一些较简单的焊接结构，例如，板材焊接结构的扩散焊接。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法。本发明可实现管材与管材之间的复杂焊接，能保证接头剪切强度。
本发明的技术方案：一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于，按下述步骤进行：
①将待焊件尺寸进行前处理，所述待焊件包括带盲孔的钢基体、带锥孔的铜棒和锥形压柱；
②将钢基体和铜棒的焊接表面依次进行汽油浸泡超声波处理、吹干、酸洗超声波处理、水冲洗、无水乙醇浸泡超声波处理、吹干；
③采用镍箔作为焊接过渡层材料，将带锥孔的铜棒旋入钢基体的盲孔内，再将锥形压柱放入锥孔内；
④将装配后的焊接组件放入焊接炉膛中进行扩散焊接；
⑤将焊接件加工成具有内孔的管材，最后用对焊方法使管材与管材焊接结构长度达到所需长度。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述步骤①为：所述钢基体的盲孔孔底到端面的壁厚不大于5mm，孔面粗糙度Ra0.8，钢基体两端面的平行度为0.02mm；所述铜棒锥孔的锥度为6°，锥孔孔面粗糙度不大于Ra1.6；所述的锥形压柱的长度大于铜棒锥孔深度1±0.1mm，锥形压柱的孔口装配余高为4mm，锥形压柱的锥面粗糙度不大于Ra1.6。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述步骤②为：将钢基体孔朝下放置在180号溶剂油中浸泡后超声波处理，将钢基体用吹风机吹干，再在15％的盐酸溶液中酸洗处理，处理后期进行超声波处理，最后依次进行用纯净水冲洗干净、放入无水乙醇中浸泡超声1分钟、吹干；将铜棒在180号溶剂油中浸泡后超声波处理，再用吹风机吹干，再在20％的硝酸溶液中酸洗处理，再用水刷洗去除其表面生成物，然后再将其放入15％盐酸溶液中酸洗处理，处理后期进行超声波处理，最后依次进行用纯净水冲洗干净、放入无水乙醇中浸泡超声1分钟、吹干。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述的步骤③为：采用镍箔作为焊接过渡层材料，将其裁剪为一边等于钢基体的盲孔深，另一边大于盲孔周长的长方形，然后以孔深长度的边为高在直径小于孔径的木棒一端卷成圆柱形状放入孔中，用木棒在盲孔中贴合孔面作圆周运动，使得镍箔与孔面贴合，再将准备好的铜棒旋入孔中，使镍箔与孔表面具有贴合力，铜棒旋入孔后与孔壁之间会形成完整的中间镍层过渡，再将锥形压柱放入铜棒锥孔内。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述的步骤④为：通过焊接设备上、下压轴对焊接组件进行轴向加压来进行扩散焊接；其中，装炉时应尽量保证上、下压轴与焊接组件同轴。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述的步骤④中的扩散焊接的焊接温度为830℃，焊接保温时间1.5h，焊接压力为1.5kgf/mm2。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述的步骤③中的镍箔用汽油浸泡5分钟后超声2分钟吹干，再用无水乙醇浸泡2分钟吹干。
前述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法中，所述步骤⑤中的对焊方法是采用高频钎焊。
与现有技术相比，本发明将待焊件焊前处理后进行除油除锈处理，还采用纯镍箔作为焊接过渡层材料，最后用轴向施压方法在炉膛内进行常规扩散焊接，能够100％获得理想的焊接接头。本发明通过接头剪切强度测试，接头剪切强度大于200兆帕；超声波检测焊接缺陷当量，从而实现管材与管材之间焊接缺陷的定量检测，由此还能保证焊接质量。本发明通过在铜棒上加工一个锥孔，再加工一个锥型压柱与之形成焊接配合。力作用在压柱端面上时，压柱锥面与铜棒锥孔面发生作用，该作用最终使得带锥孔铜棒产生径向膨胀变形。变形达到一定程度时，铜棒圆柱面与钢基体孔壁产生相互挤压的作用，该作用在一定范围内随作用在压柱端面的力而变化，可调。在焊接过程中随着温度的上升，材料产生热膨胀，会更进一步的提高铜棒与钢基体盲孔面之间的焊接挤压力，本发明通过该焊接结构方法，使得铜棒与钢基体盲孔面之间不仅能实现充分的焊接挤压，而且这种挤压力还可调节，方便控制。总之，本发明通过焊面焊前处理、锥形压柱与带锥孔铜棒的配合余高控制、以镍箔作为焊接过渡层等方法，使得钢基体盲孔面和铜棒焊接面之间达到理想的扩散焊接条件，从而实现了管材与管材之间的复杂焊接结构，拓宽了业内常规扩散焊在复杂焊接结构件上的应用思路。
附图说明
图1是本发明的焊件装配图；
图2是本发明装配状态示意图；
图3是本发明的焊接示意图；
图4是本发明焊接后的零件加工流程图；
图5是对焊示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，例如，所述钢基体是40CrNiMoA材料，所述铜棒是QSn6.5-0.1Y材料，要实现的管材和管材焊接结构外形尺寸为Ф30×500mm，外管为钢材，厚度4mm，内管为铜材，厚度3mm。
按下述步骤进行：
①将待焊件尺寸进行前处理，所述待焊件包括带盲孔的钢基体、带锥孔的铜棒和锥形压柱；
②将钢基体和铜棒的焊接表面依次进行汽油浸泡超声波处理、吹干、酸洗超声波处理、水冲洗、无水乙醇浸泡超声波处理、吹干；
③采用镍箔作为焊接过渡层材料，将带锥孔的铜棒旋入钢基体的盲孔内，再将锥形压柱放入锥孔内；
④将装配后的焊接组件放入焊接炉膛中进行扩散焊接；
⑤将焊接件按要实现的焊接结构尺寸进行加工成具有内孔的管材，最后用对焊方法使管材与管材焊接结构长度达到500mm。
具体为：所述步骤①为：所述钢基体直径为Ф50mm，其盲孔直径为Ф22mm，钢基体的盲孔孔底到端面的壁厚不大于5mm，孔面粗糙度Ra0.8(不能采用研磨方式)，钢基体两端面的平行度为0.02mm；所述铜棒外形结构尺寸由与其相配合的钢基体孔尺寸所决定的(保证铜棒与孔之间的配合间隙在0.04-0.06mm之间)，长度与孔深相等为65mm，铜棒锥孔的锥度为6°，锥孔大端面直径为Ф15mm，锥孔孔面粗糙度不大于Ra1.6；所述的锥形压柱的长度大于铜棒锥孔深度1±0.1mm，锥形压柱的孔口装配余高为4mm，锥形压柱的锥面粗糙度不大于Ra1.6。所述步骤②为：将钢基体孔朝下放置在180号溶剂油中浸泡后超声波处理，将钢基体用吹风机吹干，再在15％的盐酸溶液中酸洗处理，处理后期进行超声波处理(具体是在酸洗槽酸洗后，接着在酸洗槽内进行超声波处理)，最后依次进行用纯净水冲洗干净、放入无水乙醇中浸泡超声1分钟、吹干；将铜棒在180号溶剂油中浸泡后超声波处理，再用吹风机吹干，再在20％的硝酸溶液中酸洗处理，再用水刷洗去除其表面生成物，然后再将其放入15％盐酸溶液中酸洗处理，处理后期进行超声波处理，最后依次进行用纯净水冲洗干净、放入无水乙醇中浸泡超声1分钟、吹干。所述的步骤③为：采用镍箔作为焊接过渡层材料，将其裁剪为一边等于钢基体的盲孔深，另一边大于盲孔周长的长方形，然后以孔深长度的边为高在直径小于孔径的木棒一端卷成圆柱形状放入孔中，用木棒在盲孔中贴合孔面作圆周运动，使得镍箔与孔面贴合，再将准备好的铜棒旋入孔中，使镍箔与孔表面具有贴合力，铜棒旋入孔后与孔壁之间会形成完整的中间镍层过渡，再将锥形压柱放入铜棒锥孔内。所述的步骤④为：通过焊接设备上、下压轴对焊接组件进行轴向加压来进行扩散焊接；其中，装炉时应尽量保证上、下压轴与焊接组件同轴，同时用石墨纸将其与之接触的物体隔开后进行扩散焊接。所述的步骤④中的扩散焊接的焊接温度为830℃，焊接保温时间1.5h，焊接压力为1.5kgf/mm2。所述的步骤③中的镍箔用汽油浸泡5分钟后再超声处理2分钟，接着吹干，再用无水乙醇浸泡2分钟吹干。所述步骤⑤中的对焊方法是采用高频钎焊。
步骤①中的待焊件为钢基体、带锥孔的铜棒、锥形压柱；步骤④中的焊接组件为钢基体、镍箔、带锥孔的铜棒、锥形压柱，步骤⑤中焊接件为扩散焊好了的焊接组件。
实施例中所提及的尺寸均为参考尺寸，但并不作为对本发明限制的依据。

Claims (6)

1.一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于，按下述步骤进行：
①将待焊件尺寸进行前处理，所述待焊件包括带盲孔的钢基体、带锥孔的铜棒和锥形压柱，所述钢基体的盲孔孔底到端面的壁厚不大于5mm，孔面粗糙度Ra0.8，钢基体两端面的平行度为0.02mm；所述铜棒锥孔的锥度为6°，锥孔孔面粗糙度不大于Ra1.6；所述的锥形压柱的长度大于铜棒锥孔深度1±0.1mm，锥形压柱的孔口装配余高为4mm，锥形压柱的锥面粗糙度不大于Ra1.6；
②将钢基体孔朝下放置在180号溶剂油中浸泡后超声波处理，将钢基体用吹风机吹干，再在15％的盐酸溶液中酸洗处理，处理后期进行超声波处理，最后依次进行用纯净水冲洗干净、放入无水乙醇中浸泡超声1分钟、吹干；将铜棒在180号溶剂油中浸泡后超声波处理，再用吹风机吹干，再在20％的硝酸溶液中酸洗处理，再用水刷洗去除其表面生成物，然后再将其放入15％盐酸溶液中酸洗处理，处理后期进行超声波处理，最后依次进行用纯净水冲洗干净、放入无水乙醇中浸泡超声1分钟、吹干；
③采用镍箔作为焊接过渡层材料，将带锥孔的铜棒旋入钢基体的盲孔内，再将锥形压柱放入锥孔内；
④将装配后的焊接组件放入焊接炉膛中进行扩散焊接；
⑤将焊接件加工成具有内孔的管材，最后用对焊方法使管材与管材焊接结构长度达到所需长度。
2.根据权利要求1所述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于，所述的步骤③为：采用镍箔作为焊接过渡层材料，将其裁剪为一边等于钢基体的盲孔深，另一边大于盲孔周长的长方形，然后以孔深长度的边为高在直径小于孔径的木棒一端卷成圆柱形状放入孔中，用木棒在盲孔中贴合孔面作圆周运动，使得镍箔与孔面贴合，再将准备好的铜棒旋入孔中，使镍箔与孔表面具有贴合力，铜棒旋入孔后与孔壁之间会形成完整的中间镍层过渡，再将锥形压柱放入铜棒锥孔内。
3.根据权利要求1所述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于，所述的步骤④为：通过焊接设备上、下压轴对焊接组件进行轴向加压来进行扩散焊接；其中，装炉时应保证上、下压轴与焊接组件同轴。
4.根据权利要求3所述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于：所述的步骤④中的扩散焊接的焊接温度为830℃，焊接保温时间1.5h，焊接压力为1.5kgf/mm2。
5.根据权利要求1所述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于：所述的步骤③中的镍箔用汽油浸泡5分钟后超声2分钟吹干，再用无水乙醇浸泡2分钟吹干。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的管材与管材焊接结构的扩散焊接方法，其特征在于：所述步骤⑤中的对焊方法是采用高频钎焊。
CN201410327952.4A 2014-07-10 2014-07-10 一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法 Active CN104070284B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410327952.4A CN104070284B (zh) 2014-07-10 2014-07-10 一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410327952.4A CN104070284B (zh) 2014-07-10 2014-07-10 一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104070284A CN104070284A (zh) 2014-10-01
CN104070284B true CN104070284B (zh) 2016-04-27

Family

ID=51592109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410327952.4A Active CN104070284B (zh) 2014-07-10 2014-07-10 一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104070284B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105665912B (zh) * 2016-04-07 2018-04-03 中国南方航空工业(集团)有限公司 发动机封严结构的扩散焊接方法
CN106271033B (zh) * 2016-08-28 2019-01-08 中航力源液压股份有限公司 一种锡青铜与钢焊接结构的扩散焊接方法
CN107225318A (zh) * 2017-06-08 2017-10-03 中国科学院电子学研究所 金属套接部件的扩散焊接方法
CN107671411A (zh) * 2017-09-18 2018-02-09 上海航天精密机械研究所 一种筒壁形结构的扩散连接方法
CN109365981B (zh) * 2018-11-20 2021-01-22 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种不锈钢套与黄铜环的连接方法
CN109332977B (zh) * 2018-11-26 2021-01-01 中国航发南方工业有限公司 篦齿封严组件的装夹装置及焊接方法
CN111618415A (zh) * 2020-05-28 2020-09-04 北京朗信智能科技有限公司 扩散焊接方法
CN112809324B (zh) * 2021-02-08 2022-04-22 沈阳中钛装备制造有限公司 钛合金平衡肘的制造方法
CN114799458B (zh) * 2022-03-30 2023-06-20 西安东瑞增材科技股份有限公司 超多层过氧化氢催化层网的扩散焊接方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS607591B2 (ja) * 1979-07-31 1985-02-26 三菱重工業株式会社 クラツドパイプ製作方法
US5642853A (en) * 1995-08-30 1997-07-01 General Electric Company Method for bonding steel to copper
CN102548754A (zh) * 2009-02-23 2012-07-04 金属泡沫技术有限公司 带有多孔金属衬里的金属管
CN102155592A (zh) * 2011-04-19 2011-08-17 大连海事大学 一种铜钢双金属管端头结构及其密封焊接方法
CN102528264B (zh) * 2011-12-05 2013-09-18 西安东瑞机械制造有限公司 液压泵/马达缸体双金属真空扩散焊接方法
CN103264219B (zh) * 2013-06-04 2015-09-30 成都国光电气股份有限公司 一种钨、无氧铜复合金属材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104070284A (zh) 2014-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104070284B (zh) 一种管材与管材焊接结构的扩散焊接方法
CN104043939B (zh) 大直径同种薄壁圆筒对接用顶压式焊接胀撑器
CN104057201B (zh) 柱塞液压泵马达转子双合金结构扩散焊接方法
US20140131610A1 (en) Method for welding components with a closed hollow cross-section in such a way that a peripheral gap is produced between the two overlapping components
CA2644176C (en) A mechanical pipe-end expander and a method of manufacturing seamless steel pipe
CN104439676B (zh) Clf-1钢厚板电子束焊接工艺
CN104551352A (zh) 一种异种金属焊接方法
CN201783844U (zh) 快速车削薄壁长管工件外径的组合夹具
CN104084686A (zh) 一种用于抑制铝合金电阻点焊裂纹产生的电极
CN204603641U (zh) 一种用于客车的侧围蒙皮焊接辅助装置
CN105057852B (zh) 一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法
WO2012122842A1 (zh) 毛细管铜铝焊接接头的制备方法及套接式铜端铝毛细管
CN105817825A (zh) 不锈钢管材焊缝开裂补焊支撑装置
CN204035817U (zh) 大直径同种薄壁圆筒对接用顶压式焊接胀撑器
CN204035818U (zh) 大直径同种薄壁圆筒对接用旋转式焊接胀撑器
KR101542750B1 (ko) 스텐레스 소구경 관 제조방법
CN110773847A (zh) 一种不锈钢毛细管搭接氩弧焊工艺
CN211564983U (zh) 一种圆管工件焊接用转动装置
CN110328298B (zh) 一种不锈钢小管径薄壁管件扩口成形的加工方法
CN204019051U (zh) 卡爪及回转夹持工装
JP2006159224A (ja) 金属円管の口絞り加工方法
CN203973074U (zh) 一种一体式铝合金焊丝刮削装置
CN109894765A (zh) 一种内筒为内坡口的夹套容器的制作及试压方法
CN105510130A (zh) 用于复合材料圆管拉伸性能测试的辅助工装
CN205733389U (zh) 一种管板角接头的焊补工装

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant