CN104588808B - 一种金属材料板开槽埋管钎焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钎焊方法。为解决较大型的金属材料平板工件与水冷管之间的开槽埋管钎焊存在的焊缝缺陷多、工件变形大、表面氧化严重、焊后应力大以及无法采用真空炉钎焊等问题，本发明提供了一种金属材料板开槽埋管钎焊方法。该方法包括以下步骤：(一)设置高温合金托架，布置可调支撑组件；(二)支撑片上表面调水平；(三)焊接螺柱，固定水冷管；(四)布置钎料和下压组件；(五)真空钎焊；(六)焊后出炉，完成开槽埋管钎焊。采用本发明的钎焊方法能够实现较大型的金属材料平板工件与水冷管之间的开槽埋管钎焊，具有钎焊质量高、焊缝缺陷少、钎料在开槽内分布均匀、焊后工件不变形、不发生表面氧化、焊后应力小等优点。

Description

一种金属材料板开槽埋管钎焊方法
技术领域
本发明涉及一种钎焊方法，特别涉及一种金属材料板开槽埋管钎焊方法。
背景技术
在本领域中，常常会面临较大型的金属材料平板工件与水冷管之间的钎焊问题，然而基于现实的需求，有时要求水冷管不得直接布置在工件表面，而需要在工件上预先开槽，然后埋入水冷管，并将水冷管钎焊在开槽内，这种钎焊方式可称为开槽埋管钎焊。
对于开槽埋管钎焊，如果采用本领域常用的真空炉钎焊，则由于钎焊过程中水冷管与工件的显著变形以及钎料分布不均匀等问题，会导致钎焊的失败。因此，本领域中常用手工操作的方式完成开槽埋管钎焊，例如采用下述操作方式：在金属材料平板工件开槽处放置水冷管和钎料，并采用耐火砖包围保温，然后通过多把气枪加热(或辅助以电炉加热)的方式来实现开槽埋管钎焊。但手工操作的方式较为粗糙，存在焊缝缺陷(如气孔、裂纹、夹渣等)多、工件变形大、表面氧化严重、焊后应力大等诸多问题，因此无法满足高工件质量要求场合的应用。
发明内容
为解决较大型的金属材料平板工件与水冷管之间的开槽埋管钎焊存在的焊缝缺陷多、工件变形大、表面氧化严重、焊后应力大以及无法采用真空炉钎焊等问题，本发明提供了一种金属材料板开槽埋管钎焊方法。该方法包括以下步骤：
(一)在真空炉内设置高温合金托架，对应于待钎焊金属材料平板工件的尺寸、形状和结构在高温合金托架的定位孔处布置所需数量的可调支撑组件，可调支撑组件定位端置于高温合金托架定位孔内，支撑片向上放置；所述高温合金托架为设有多个定位孔的板材；所述可调支撑组件包括支撑片和螺杆，螺杆上设有与之适配的调节螺母，调节螺母的尺寸应满足其平放于定位孔上方时不会穿过定位孔而掉落，支撑片设于螺杆的一端，螺杆的另一端为定位端；
(二)将一平板置于可调支撑组件支撑片上表面，并确保所有支撑片位于该平板下方，平板上方设置水平测量装置，然后通过调节各调节螺母在螺杆上的位置使所有支撑片与该平板紧密接触，并使所有支撑片的上表面处于同一平面内且保持水平，移走水平测量装置；
(三)将高温合金托架连同可调支撑组件及平板整体从真空炉内移出，移走平板，将预先通过储能焊焊接有螺柱的待钎焊金属材料平板工件对应放置于各可调支撑组件支撑片上表面，所述螺柱的分布情况为：每隔一段开槽距离，在待钎焊金属材料平板工件上表面开槽两侧焊有一对螺柱；将水冷管置入待钎焊金属材料平板工件上表面开槽内，然后以螺母在每对螺柱上固定一片压片，将水冷管限位于开槽内，所述压片与水冷管之间夹有垫片；
(四)将钎料均匀放置于待钎焊处，在待钎焊金属材料平板工件上表面布置下压组件，以防金属材料平板工件在钎焊过程中发生变形；所述下压组件为能够提供向下压力的物体；
(五)将待钎焊金属材料平板工件连同高温合金托架、可调支撑组件及下压组件整体移入真空炉内，移入后的高温合金托架位置与步骤(一)的高温合金托架位置相同；然后关闭真空炉门，抽真空并加热，完成水冷管与待钎焊金属材料平板工件的炉内钎焊过程；
(六)焊后出炉，拆除压片，去除开槽两侧各螺柱，完成金属材料平板工件的开槽埋管钎焊。
所述高温合金托架可以由真空炉附带高温合金托架代替。
所述定位孔以均匀排布为优选。
所述可调支撑组件还包括垫圈为优选，所述垫圈的尺寸应满足其平放于定位孔上方时不会穿过定位孔而掉落，此时调节螺母的尺寸不受定位孔尺寸的限制。
所述平板优选为未钢化玻璃平板。
所述水平测量装置优选为水平尺。
当水平测量装置采用水平尺时，为获得更好的效果，可以同时采用两个水平尺，且两个水平尺交叉放置在平板上表面。
所述下压组件包括下压物块、陶瓷垫片和下压托架。
所述螺母与螺柱之间设有垫圈。
所述支撑片与螺杆采用焊接连接。
钎焊过程中，所述垫片若与水冷管钎焊在一起，则可以不对其进行拆除。
本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法通过可调支撑组件在真空炉内原位调水平的方式，确保了待钎焊金属材料平板工件的水平，避免了钎焊过程中熔化的钎料流失、外溢等导致钎焊失败的直接因素的出现。所采用的压片固定可以确保水冷管在钎焊过程中不发生浮起、凸起变形等问题，而布置的下压组件在钎焊过程中能够与可调支撑组件一起对金属材料平板工件形成限位作用，确保金属材料平板工件不发生热变形，从总体上确保了钎焊的质量。
采用本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法能够实现较大型的金属材料平板工件与水冷管之间的开槽埋管钎焊，具有钎焊质量高、焊缝缺陷少、钎料在开槽内分布均匀、焊后工件不变形、不发生表面氧化、焊后应力小等优点，实现了真空炉内金属材料板开槽埋管钎焊。
附图说明
图1本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法钎焊时的装置装配示意图。
图2本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法钎焊时的装置局部剖视图。
图3本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法钎焊时的装置分解示意图。
图4本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法中可调支撑组件支撑片上表面调水平共面示意图。
图5本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法中开槽内水冷管限位方式示意图。
附图标记：1.高温合金托架，2.可调支撑组件，201.支撑片，202.调节螺母，203.垫圈A，204.垫圈B，3.金属材料平板工件，4.下压组件，401.下压托架，402.下压物块，403.陶瓷垫片，5.水冷管，6.平板，7.水平尺，801.垫片，802.压片，803.螺柱，804.螺母，805.垫圈，9.开槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例
如附图1-5所示，采用本发明的金属材料板开槽埋管钎焊方法对某金属材料平板工件进行开槽埋管钎焊。
该金属材料平板工件为无氧铜平板工件，其平均厚度约为20mm，上表面开槽截面尺寸为14×14mm，水冷管采用外管径为13×13mm的无氧铜水冷方管，具体包括以下步骤：
本发明提供了一种金属材料板开槽埋管钎焊方法。该方法包括以下步骤：
(一)在真空炉内设置高温合金托架，对应于待钎焊金属材料平板工件的尺寸、形状和结构在高温合金托架的定位孔处布置所需数量的可调支撑组件，可调支撑组件定位端置于高温合金托架定位孔内，支撑片向上放置；所述高温合金托架为设有多个定位孔的板材；所述可调支撑组件包括支撑片和螺杆，螺杆上设有与之适配的调节螺母，调节螺母的尺寸应满足其平放于定位孔上方时不会穿过定位孔而掉落，支撑片设于螺杆的一端，螺杆的另一端为定位端；
(二)将一平板置于可调支撑组件支撑片上表面，并确保所有支撑片位于该平板下方，平板上方设置水平测量装置，然后通过调节各调节螺母在螺杆上的位置使所有支撑片与该平板紧密接触，并使所有支撑片的上表面处于同一平面内且保持水平，移走水平测量装置；
(三)将高温合金托架连同可调支撑组件及平板整体从真空炉内移出，移走平板，将预先通过储能焊焊接有螺柱的待钎焊金属材料平板工件对应放置于各可调支撑组件支撑片上表面，所述螺柱的分布情况为：每隔一段开槽距离，在待钎焊金属材料平板工件上表面开槽两侧焊有一对螺柱；将水冷管置入待钎焊金属材料平板工件上表面开槽内，然后以螺母在每对螺柱上固定一片压片，将水冷管限位于开槽内，所述压片与水冷管之间夹有垫片；
(四)将钎料均匀放置于待钎焊处，在待钎焊金属材料平板工件上表面布置下压组件，以防金属材料平板工件在钎焊过程中发生变形；所述下压组件为能够提供向下压力的物体；
(五)将待钎焊金属材料平板工件连同高温合金托架、可调支撑组件及下压组件整体移入真空炉内，移入后的高温合金托架位置与步骤(一)的高温合金托架位置相同；然后关闭真空炉门，抽真空并加热，完成水冷管与待钎焊金属材料平板工件的炉内钎焊过程；
(六)焊后出炉，拆除压片，去除开槽两侧各螺柱，完成金属材料平板工件的开槽埋管钎焊。
通过上述开槽埋管钎焊得到的埋有水冷管的无氧铜平板工件，其焊缝质量好、钎料分布均匀、焊后变形微小、焊后应力小、工件未发生表面氧化，焊后水冷管处于开槽底部，较好满足了工件的使用要求。

Claims (10)

1.一种金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(一)在真空炉内设置高温合金托架，对应于待钎焊金属材料平板工件的尺寸、形状和结构在高温合金托架的定位孔处布置所需数量的可调支撑组件，可调支撑组件定位端置于高温合金托架定位孔内，支撑片向上放置；所述高温合金托架为设有多个定位孔的板材；所述可调支撑组件包括支撑片和螺杆，螺杆上设有与之适配的调节螺母，调节螺母的尺寸应满足其平放于定位孔上方时不会穿过定位孔而掉落，支撑片设于螺杆的一端，螺杆的另一端为定位端；
(二)将一平板置于可调支撑组件支撑片上表面，并确保所有支撑片位于该平板下方，平板上方设置水平测量装置，然后通过调节各调节螺母在螺杆上的位置使所有支撑片与该平板紧密接触，并使所有支撑片的上表面处于同一平面内且保持水平，移走水平测量装置；
(三)将高温合金托架连同可调支撑组件及平板整体从真空炉内移出，移走平板，将预先通过储能焊焊接有螺柱的待钎焊金属材料平板工件对应放置于各可调支撑组件支撑片上表面，所述螺柱的分布情况为：每隔一段开槽距离，在待钎焊金属材料平板工件上表面开槽两侧焊有一对螺柱；将水冷管置入待钎焊金属材料平板工件上表面开槽内，然后以螺母在每对螺柱上固定一片压片，将水冷管限位于开槽内，所述压片与水冷管之间夹有垫片；
(四)将钎料均匀放置于待钎焊处，在待钎焊金属材料平板工件上表面布置下压组件，以防金属材料平板工件在钎焊过程中发生变形；所述下压组件为能够提供向下压力的物体；
(五)将待钎焊金属材料平板工件连同高温合金托架、可调支撑组件及下压组件整体移入真空炉内，移入后的高温合金托架位置与步骤(一)的高温合金托架位置相同；然后关闭真空炉门，抽真空并加热，完成水冷管与待钎焊金属材料平板工件的炉内钎焊过程；
(六)焊后出炉，拆除压片，去除开槽两侧各螺柱，完成金属材料平板工件的开槽埋管钎焊。
2.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述高温合金托架由真空炉附带高温合金托架代替。
3.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述定位孔均匀排布。
4.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述可调支撑组件还包括垫圈，所述垫圈的尺寸应满足其平放于定位孔上方时不会穿过定位孔而掉落，此时调节螺母的尺寸不受定位孔尺寸的限制。
5.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述平板为未钢化玻璃平板。
6.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述水平测量装置为水平尺。
7.如权利要求6所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：同时采用两个水平尺，且两个水平尺交叉放置在平板上表面。
8.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述下压组件包括下压物块、陶瓷垫片和下压托架。
9.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：所述螺母与螺柱之间设有垫圈。
10.如权利要求1所述的金属材料板开槽埋管钎焊方法，其特征在于：钎焊过程中，所述垫片若与水冷管钎焊在一起，则不对其进行拆除。
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