CN109048031A - 一种环形件热等静压连接成形用包套 - Google Patents

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郎利辉
徐文才
李世越
肖毅
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    • 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
    • B23K20/021—Isostatic pressure welding
    • 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
    • B23K20/26—Auxiliary equipment

Abstract

本发明提出了一种环形件热等静压连接成形用包套。该发明包括包套的结构、设计原则、制备、装配等内容。本发明提出的一种环形件热等静压连接成形用包套，是在采用热等静压制备功能一体化环形材料或进行相关零件连接成形过程中，为保证装配、制备或成形的顺利进行，提出一种具有科学结构设计的包套。该包套结构有助于保证内部真空处理，有利于保证连接材料均匀受力，避免因真空度不够连接界面氧化和产生气孔的现象，降低了连接层孔隙率，更好地实现同种或异种材料冶金结合。

Description

一种环形件热等静压连接成形用包套
技术领域
本发明属于热等静压成形制造领域，特别是涉及同种或异种材料环形件进行热等静压连接成形方面。
背景技术
随着结构件功能性需求的日益增强，功能结构一体化材料在很多领域引起了人们的重视，尤其是在航空、航天、汽车和军事工业领域。对于一些特殊的结构件中，需要具有传统高强度、高刚度的基础上，具有质量轻、耐高温、防腐蚀、抗摩擦、吸能、减震等多种性能。目前，异种材料一体连接成形是实现功能一体化的重要方式。
在进行异种连接成形中，环形件连接成形难度相对更大。当下，已经采用的连接方法有摩擦焊、压力焊、传统扩散连接和热等静压扩散连接等。其中，热等静压扩散连接凭借其优异连接性能被人们日益关注。
对于采用热等静压进行材料成形和连接成形时，包套的设计是成形的关键技术之一，其包套结构的合理性影响着连接质量和成品率。包套是包覆在试件外边的一层材料，在连接成形过程中为材料提供隔绝的密闭环境，并传递热等静压。包套应具有一定耐热性、塑性和强度。同时，其需要特定的结构保证内部真空处理，保证连接件均匀受力，避免因真空度不够连接界面氧化和产生气孔的现象，降低了连接层孔隙率，更好地实现同种或异种材料冶金结合。
发明内容
在此，本文提出一种环形件热等静压连接成形用包套，实现上述功能。本发明提供的环形件热等静压连接成形用包套包括：
1)包套由上盖板和U形环槽两部分组成。上盖板具有两道环槽，环槽中间有环形凸台和抽气孔；U形环槽主体为空腔，并具有翻边。
2)进行装配。将需要连接成形的环形件装配进U形环槽空腔内，再将上盖板和U形环槽进行装配，最后将抽真空管装配在上盖板抽气孔内。
3)真空处理和封焊。采用氩弧焊对上盖板、U形环槽和抽真空管进行焊接，接着通过真空泵组对包套真空处理，再用液压钳夹断抽真空管并完成封焊。
4)所述步骤1中，包套可采用机械加工制备，对于特殊材料为防止表面氧化，需进行表面保护，对于金属包套可以采用油膜保护；在装配之前可采用超声清洗进行除油除污；上盖板环槽深度h应和整体包套厚度t一致，这有利于径向均匀受力；上盖板环形凸台高度较厚度低于0.1～0.15mm；翻边的尺寸在(t+4)mm以上，便于焊接；在包套设计过程中，在U形环槽空腔和环形件A和B接触面，及U形环槽翻边和上盖板焊接处，均需预留0.1～0.15mm的间隙。
5)所述步骤2中，装配前应去除包套及环形件表面毛刺，装配服从间隙配合，装配件之间可滑动分离。
6)所述步骤3中，通过真空泵组对包套抽真空处理，达到一定真空度后，采用液压钳将抽真空管夹紧截断，并在端面进行封焊。
7)本发明提出的环形件热等静压连接成形用包套，是在采用热等静压制备功能一体化环形材料或进行相关零件连接成形过程中，为保证装配、制备或成形的顺利进行，一种具有科学结构设计的包套。该包套结构具有一定装配的便捷度，有助于保证内部真空处理，有利于保证连接件均匀受力，避免因真空度不够连接界面氧化和产生气孔的现象，降低了连接层孔隙率，更好地实现同种或异种材料连接成形。包套的形状也可以根据具体连接成形需求进行变化。
附图说明
图1为采用本发明提供的环形件热等静压连接成形用包套时包括的上盖板和U形环槽的结构示意图，其中1为上盖板，2 为U形环槽，a 为环形凸台，b 为上盖板环槽，c 为抽气孔，d 为U形环槽空腔，e 为翻边。
图2为采用本发明提供的环形件热等静压连接成形用包套时采用的包套和抽真空管的示意图。
图3为采用本发明提供的环形件热等静压连接成形用包套时装配的效果及局部示意图，其中A和B代表进行连接成形的零件。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实例对本发明提供的环形件热等静压连接成形用包套进行详细说明。
如图1—图3所示，本发明提供的环形件热等静压连接成形用包套包括下列内容：
1)根据连接成形需求，对环形件A和B进行热等静压扩散连接。其连接需要的包套由上盖板1和U形环槽2两部分组成。上盖板1具有两道环槽b，环槽b中间有环形凸台a和抽气孔c；U形环槽2主体为空腔d，并具有翻边e。包套可采用机械加工制备，对于特殊材料为防止表面氧化，需进行表面保护，对于金属包套可以采用油膜保护；在装配之前，可采用超声清洗进行除油除污。上盖板环槽b深度h应和整体包套厚度t一致，这有利于径向均匀受力；上盖板环形凸台a高度较厚度低于0.1～0.15mm；翻边e的尺寸在(t+4)mm以上，便于焊接；在包套设计过程中，在U形环槽空腔d和环形件A和B接触面，及U形环槽翻边e和上盖板1焊接处预留0.1～0.15mm的间隙。
2)进行装配。装配前应去除包套及环形件表面毛刺，装配服从间隙配合，装配件之间可滑动分离。将需要连接成形的环形件A和B装配进U形环槽2的空腔d内，再将上盖板1和U形环槽2进行装配。
3)真空处理和封焊。采用氩弧焊对上盖板1、U形环槽2和抽真空管3进行焊接，接着通过真空泵组对包套真空处理，再用液压钳夹断抽真空管3并完成封焊。
4)包套的形状也可以根据具体连接成形需求进行变化。

Claims (5)

1.一种环形件热等静压连接成形用包套，其特征在于：所述的一种环形件热等静压连接成形用包套包括下列内容：
1)包套由上盖板(1)和U形环槽(2)两部分组成。上盖板(1)具有两道环槽b，环槽中间有环形凸台a和抽气孔c；U形环槽主体为空腔d，并具有翻边e。
2)进行装配。将需要连接成形的环形件A和B装配进U形环槽(2)空腔d内，再将上盖板(1)和U形环槽(2)进行装配，最后将抽真空管(3)装配在上盖板抽气孔c内。
3)真空处理和封焊。采用氩弧焊对上盖板(1)、U形环槽(2)和抽真空管(3)进行焊接，接着通过真空泵组对包套真空处理，再用液压钳夹断抽真空管(3)并完成封焊。
2.权利要求1所述的包套可采用机械加工制备，对于特殊材料为防止表面氧化，需进行表面保护，对于金属包套可以采用油膜保护；在装配之前可采用超声清洗进行除油除污；上盖板环槽深度h应和整体包套厚度t一致，这有利于径向均匀受力；上盖板环形凸台高度较厚度低于0.1～0.15mm；翻边的尺寸在(t+4)mm以上，便于焊接；在包套设计过程中，在U形环槽空腔和环形件A和B接触面，及U形环槽翻边和上盖板焊接处，均需预留0.1～0.15mm的间隙。
3.权利要求1所述的装配前应去除包套及环形件表面毛刺，装配服从间隙配合，装配件之间可滑动分离。
4.权利要求1所述的通过真空泵组对包套抽真空处理，达到一定真空度后，采用液压钳将抽真空管夹紧截断，并在端面进行封焊。
5.根据权利要求1所述的包套的形状也可以根据具体连接成形需求进行变化。
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