CN110756985A - 一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法 - Google Patents

一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于扩散连接结构的组坯定位装置和定位方法，包括定位本体和定位导条，相邻两个定位导条之间形成沿高度方向设置的导向槽；定位导条远离定位本体的侧面与扩散连接结构的组坯内壁接触，以使得扩散连接结构的组坯内壁与导向槽之间形成利于疏导组坯内惰性气体介质的疏导通道；该用于扩散连接结构的组坯定位装置通过设置的定位导条以及导向槽，使定位导条与扩散连接结构的组坯内壁接触，提高了组坯与组坯定位装置之间的同轴度，保证了定位精度；疏导通道便于惰性气体介质的排出，易于促成扩散连接界面的紧密贴合，更利于提高扩散连接后的接头质量。

Description

一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法。
背景技术
一般来说，扩散连接是指相互接触的材料表面，在温度和压力的作用下相互靠近，局部发生塑性变形。材料表面的原子间产生相互扩散，在界面接触处形成扩散层，从而实现材料间可靠的固相连接。扩散连接结构件根据零件不同可分为两层扩散连接结构、多层扩散连接结构以及超多层扩散连接结构。
在多层或超多层扩散连接结构的组坯定位操作中，定位精度易存在偏差的迭代和累加，材料扩散连接层数越多则对扩散连接结构的组坯定位的精度要求越高。多层或超多层结构零件的组坯定位过程中，若其中某一连接层出现问题，扩散连接后零件就会在拉伸压缩时出现破裂等问题。此外，扩散连接过程中尤其是超薄材料的扩散连接，易发生待扩散连接界面内惰性气体介质无法排出的问题，致使材料表面无法紧密接触，无法实现扩散连接形成可靠接头。
可见，现有的多层或超多层连接结构的组坯定位精度存在偏差迭代和累加，且在扩散连接层的连接界面内惰性气体介质无法排出，影响扩散连接的效果。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是，现有的多层或超多层连接结构的组坯定位精度存在偏差迭代和累加，且在扩散连接层的连接界面内惰性气体介质无法排出，影响扩散连接的效果。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法。
其中，所述用于扩散连接结构的组坯定位装置包括定位本体和凸设于所述定位本体周缘的多个定位导条，各所述定位导条均沿所述定位本体的高度方向延伸，且相邻两个所述定位导条之间形成沿高度方向设置的导向槽；所述定位导条远离所述定位本体的侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁接触，以使得所述扩散连接结构的组坯内壁与所述导向槽之间形成利于疏导组坯内惰性气体介质的疏导通道。
优选的，所述定位导条远离所述定位本体的侧面的横截面形状与所述扩散连接结构的组坯内壁的横截面形状相适配。
优选的，所述定位导条远离所述定位本体的侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁通过间隙配合。
优选的，所述定位本体包括上表面和与所述上表面相对的下表面，所述定位导条从所述定位本体的上表面延伸至所述定位本体的下表面。
优选的，各所述定位导条均匀排布于所述定位本体的周缘。
优选的，所述定位导条与所述定位本体一体成型设置。
优选的，所述定位本体的横截面为圆形、三角形、四边形或四边以上的多边形中的至少一种。
一种用于扩散连接结构的组坯定位装置的定位方法，包括如下步骤：
步骤S1，根据扩散连接结构中各工件的实际尺寸预设对应的多个坯料，各所述坯料内包含加工余量；
步骤S2，根据多个所述坯料的总高度加工出组坯定位装置的高度；
步骤S3，将各所述坯料套在所述组坯定位装置外，且使定位导条的外侧面与扩散连接结构的组坯内壁相接触；
优选的，在步骤S2中，所述组坯定位装置的高度高于所述坯料的总高度。
优选的，在将各所述坯料依次套入所述组坯定位装置之前，先将所述坯料和所述组坯定位装置进行酸洗。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的用于扩散连接结构的组坯定位装置通过设置的定位导条以及导向槽，使定位导条与所述扩散连接结构的组坯内壁接触，使得两者之间的接触形成可自动调节的多个局部面接触，有效的提高了组坯与所述组坯定位装置之间的同轴度，不易发生偏移，减少了现有技术中多层或者超多层连接结构的组坯定位精度偏差迭代和累加的现象，有效的保证了多层或者超多层连接结构的组坯材料之间的定位精度，进而有效的保证了扩散连接接头宽度的一致性；而所述扩散连接结构的组坯内壁与所述导向槽之间形成利于疏导组坯内惰性气体介质的疏导通道，使组坯各坯料之间的无效扩散连接区面积显著减小，缩短了所述扩散连接结构的组坯内惰性气体介质排出路径的距离，便于坯料界面间残存的气体排出，且扩散连接过程中易于促成扩散连接界面的紧密贴合，更利于提高扩散连接后的接头质量。
附图说明
图1为本发明提供的用于扩散连接结构的组坯定位装置的结构示意图；
图2为图1所示的定位本体的横截面形状为圆形的结构示意图；
图3为图1所示的定位本体的横截面形状为四边形的结构示意图；
图4为图1所示的定位本体的横截面形状为三角形的结构示意图；
图5为本发明提供的用于扩散连接结构的组坯定位装置的定位方法流程图。
图中：1、组坯定位装置；11、定位本体、111、上表面；13、定位导条；15、导向槽；17、疏导通道；3、扩散连接结构的组坯；31、扩散连接结构的组坯内壁；坯料33。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，为本发明提供的用于扩散连接结构的组坯定位装置的结构示意图。该用于扩散连接结构的组坯定位装置1包括定位本体11和凸设于所述定位本体11周缘的多个定位导条13。所述组坯定位装置1安装于扩散连接结构的组坯3内。
各所述定位导条13均沿所述定位本体11的高度方向延伸，且相邻两个所述定位导条13之间形成沿高度方向设置的导向槽15。
所述定位导条13远离所述定位本体11的侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁31接触连接，以使得扩散连接结构的组坯内壁31与所述导向槽15之间形成利于疏导组坯内所产生的惰性气体介质的疏导通道17。一方面，所述定位导条13的外侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁31接触连接，使得两者之间的接触从现有技术中的整体面接触转化成可自动调节的多个局部面接触，有效的提高了组坯与所述组坯定位装置1之间的同轴度，不易发生偏移，减少了现有技术中多层或者超多层连接结构的组坯定位精度偏差迭代和累加的现象，有效的保证了多层或者超多层连接结构的组坯材料之间的定位精度，进而有效的保证了扩散连接接头宽度的一致性；另一方面，所述疏导通道17的形成使组坯的各坯料之间的无效扩散连接区面积显著减小，缩短了所述扩散连接结构的组坯3内惰性气体介质排出路径的距离，便于坯料界面间残存的气体排出，且扩散连接过程中易于促成扩散连接界面的紧密贴合，更利于提高扩散连接后的接头质量。
所述定位导条13远离所述定位本体11的侧面的横截面形状与所述扩散连接结构的组坯内壁31的横截面形状相适配，即所述扩散连接结构的组坯内壁31的截面形状为圆形时，各所述定位导条13的外侧面的截面形状为弧线，所述扩散连接结构的组坯内壁31的截面形状为方形时，各所述定位导条13的外侧面的截面形状为直线，这样可以使两者实现良好的配合，从而使所述组坯定位装置1与所述扩散连接结构的组坯3之间配合的同轴度更高。
所述定位导条13远离所述定位本体11的侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁31通过间隙配合。这样，使坯料33能够顺利套在所述组坯定位装置1外。
请参阅图2，为图1所示的定位本体的横截面形状为圆形的结构示意图。所述定位本体11包括上表面111和与所述上表面相对的下表面，所述定位导条13从所述定位本体11的上表面111延伸至所述定位本体11的下表面，所述定位导条13在所述定位本体11的外周形成通槽以便形成所述疏导通道17来排出扩散连接界面内惰性气体介质。
可选地，各所述定位导条13均匀排布于所述定位本体11的周缘。如此，当所述定位本体11呈圆柱体时，所述定位导条13以所述定位本体11的轴线为中心线，呈圆周分布于所述定位本体11的外周；当所述定位本体11成方型时，所述定位导条13均匀分布于所述定位本体11的周侧。
所述定位导条13与所述定位本体11一体成型设置，具体的，所述定位导条13与所述定位本体11通过机械加工一体成型。
请结合参阅图2至图4，其中，图3为图1所示的定位本体的横截面形状为四边形的结构示意图；图4为图1所示的定位本体的横截面形状为三角形的结构示意图；其中，所述定位本体11的横截面可以为圆形、三角形、四边形或四边以上的多边形中的任意一种，所述定位本体11的横截面还可以为圆形、三角形、四边形或四边以上的多边形中的任意两种或者多种的组合。即所述定位本体11的横截面可以为圆形、三角形、长方形、正方形、菱形、梯形、或者正六边形等规则形状，当然，所述定位本体11的横截面也可以为不规则的其他异形结构，因此，所述定位本体11的横截面的形状可以根据具体的实际需求进行确定。
需要说明的是，所述组坯定位装置1还可以多次利用，废弃后的组坯定位装置1再次加工后重复利用作为定位基准件，这样，变废为宝，使材料的利用率更高。
请参阅图5，为本发明提供的用于扩散连接结构的组坯定位装置的定位方法流程图。本发明还提供的一种用于扩散连接结构的组坯定位装置1的定位方法，用于扩散连接前组坯中定位多层、或者超多层坯料33的方法，包括如下步骤：
步骤S1，根据扩散连接结构中各工件的实际尺寸预设对应的多层坯料33，各所述坯料33内包含加工余量。
步骤S2，根据多层所述坯料33的总高度加工出组坯定位装置1的高度，且所述组坯定位装置1的高度略高于所述坯料的总高度。
步骤S3，先将所述坯料33和所述组坯定位装置1进行酸洗，再将各所述坯料33依次套在所述组坯定位装置1之外，且使所述组坯定位装置1的定位导条13的外侧面与由多层坯料33所形成的扩散连接结构的组坯内壁31相接触，使所述导向槽15与所述坯料之间形成疏导通道17。
具体以超多环形箔材扩散连接结构为例说明定位过程如下：预备坯料为方形的箔材200张，坯料的外轮廓尺寸为0.15mm*180mm*180mm，将坯料加工成外径为Φ1460 -0.05mm、内径为Φ1020 +0.05mm的圆环；将直径为Φ110mm*60mm钛合金棒加工成直径为Φ1020 -0.05mm、长度为50mm的钛合金圆柱体。然后加工所述导向槽15的深度为1mm，所述定位导条13的宽度为10mm；再然后对加工后的所述坯料和所述组坯定位装置1进行酸洗，去除表面污油；最后将环形坯料依次套在所述组坯定位装置1之外，将组坯封焊形成待扩散连接毛坯件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法，以达到用于扩散连接结构的组坯定位装置及其定位方法较佳的目的。

Claims (10)

1.一种用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：包括定位本体和凸设于所述定位本体周缘的多个定位导条，各所述定位导条均沿所述定位本体的高度方向延伸，且相邻两个所述定位导条之间形成沿高度方向设置的导向槽；所述定位导条远离所述定位本体的侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁接触，以使得所述扩散连接结构的组坯内壁与所述导向槽之间形成利于疏导组坯内惰性气体介质的疏导通道。
2.根据权利要求1所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：所述定位导条远离所述定位本体的侧面的横截面形状与所述扩散连接结构的组坯内壁的横截面形状相适配。
3.根据权利要求1所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：所述定位导条远离所述定位本体的侧面与所述扩散连接结构的组坯内壁通过间隙配合。
4.根据权利要求1所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：所述定位本体包括上表面和与所述上表面相对的下表面，所述定位导条从所述定位本体的上表面延伸至所述定位本体的下表面。
5.根据权利要求4所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：各所述定位导条均匀排布于所述定位本体的周缘。
6.根据权利要求1所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：所述定位导条与所述定位本体一体成型设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置，其特征在于：所述定位本体的横截面为圆形、三角形、四边形或四边以上的多边形中的至少一种。
8.一种用于扩散连接结构的组坯定位装置的定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1，根据扩散连接结构中各工件的实际尺寸预设对应的多个坯料，各所述坯料内包含加工余量；
步骤S2，根据多个所述坯料的总高度加工出组坯定位装置的高度；
步骤S3，将各所述坯料套在所述组坯定位装置外，且使定位导条的外侧面与扩散连接结构的组坯内壁相接触。
9.如权利要求8所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置的定位方法，其特征在于：在步骤S2中，所述组坯定位装置的高度高于所述坯料的总高度。
10.如权利要求8所述的用于扩散连接结构的组坯定位装置的定位方法，其特征在于：在将各所述坯料依次套入所述组坯定位装置之前，先将所述坯料和所述组坯定位装置进行酸洗。
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