CN111015139A - 一种地试预冷器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地试预冷器的制备方法，将多个直微细管置于成型模具内经真空热成型为螺旋形的微细管；将微细管穿过垫片上并排开设的孔两端分别与垫片装配；将微细管的两端分别插入集气管侧边的安装孔并在接口处涂注膏状钎料，移入至真空炉内进行真空钎焊，形成膜片；真空钎焊完成后将支耳套装在集气管上，氩弧焊接支耳和集气管，形成预冷器；本发明的有益效果是：通过精确制定钎焊参数，严格控制钎料用量，控制集气管与管路待钎处间隙在0.02之内，实现了壁厚为0.05mm的微细管钎焊不易溶蚀。

Description

一种地试预冷器的制备方法

技术领域

本发明属于航空航天部件制造技术领域，具体涉及一种地试预冷器的制备方法。

背景技术

地试预冷器属于一种航天器新型动力冷却部件，主要用于冷却发动机的热空气；现有的地试预冷器存在的缺陷有：因为管路直径小，壁厚薄，高温钎焊时膜片钎焊易溶蚀；直管不易装配，钎焊后管路螺旋形不易保证，易变形；垫片不易装配固定，支耳与集气管采取氩弧焊连接，焊接过程中焊枪与管路的距离太近，有可能损坏管路，从而导致零件的报废；膜片集气管两端都要氩弧焊焊接接嘴，接嘴的大端会给装配带来一定难度，装配时极易损坏微细管，且氩弧焊时容易损伤微细管等缺点。

发明内容

鉴于现有技术中的膜片易溶蚀、管路易变形、垫片难装配的缺点，期望提供一种地试预冷器的制备方法。

一种地试预冷器的制备方法，其焊接步骤为：

1)将板材经线切割加工，分别得到内框端面环和内框中间环；将钎料涂注在内框端面环、内框中间环和内框架立杆的连接处，经真空钎焊，得到内框架；

2)将板材经打孔、铣加工和线切割，得到外框架；

3)将直微细管置于成型模具的螺旋管线内，经真空热成型后制成螺旋形的微细管；将多个设有多排定位孔的垫片置于膜片工装的螺旋管线内，单个微细管依次穿过垫片上开设的定位孔，直到垫片上所有的定位孔内都穿设有微细管；然后将多排微细管的端部分别与集气管的安装孔相连接，两端各连接一个集气管，并在连接处涂注膏状钎料；移入至真空炉内进行真空钎焊，形成膜片；

4)将单个膜片的一端集气管插入外框架的配合孔中，另一端装配到内框架的配合孔中并通过支耳与内框架立杆固定；按照单个膜片的装配方法依次装配其余膜片，各膜片之间设有防止互相干涉的保护条；装配完成后得到地试预冷器。

进一步地，所述外框架上等分设有多个外配合孔，内框架上等分设有多个内配合孔；单个膜片固定完成后，固定另一新膜片时，将其一端的集气管插入相邻外配合孔上，另一端装配到相邻内配合孔上；依次将所有的膜片固定后，将管接头氩弧焊至两个集气管的两端，得到地试预冷器。

进一步地，所述成型磨具为底板上设有多个螺旋形固定条的固定结构，各螺旋形固定条形成固定槽；真空热成型时，将微细管逐根装配到固定槽中，装配完成后通过不锈钢皮将微细管固定在真空热成型工装上。

进一步地，所述垫片为多个，各垫片沿微细管等分设置；垫片上设有多排并行的孔，相邻排的孔按列交错排布，微细管通过垫片孔与垫片固定。

进一步地，所述膜片工装为螺旋形，真空钎焊时，利用螺旋形钎焊工装固定微细管，再通过压块固定集气管后；将固定完成的微细管和集气管置入真空炉中进行真空钎焊。

进一步地，各所述微细管与集气管真空钎焊时，按照以下程序执行：

以240℃/h的速率加热到450℃，保温45min；

以300℃/h的速率加热到950℃，保温180min；

以360℃/h的速率加热到1010℃，开始钎焊，时间为10min；

钎焊结束后随炉真空冷却至650℃，充气冷却至65℃出炉。

进一步地，将内框架拆分为两个内框端面环、一个内框中间环和

内框架立杆；

所述内框端面环和内框中间环采用光板料线切割加工，其内孔留有余量；

所述内框架立杆经零件铣加工、分割和线切割得到；

固定内框架时，将内框架端面环和内框中间环通过内框架立杆连接后，经真空钎焊将其固定。

进一步地，所述支耳的一端设有圆孔，另一端为多半圆环；安装时，将支耳的设有圆孔的一端插入至内框架的立杆上，设有多半圆环的一端装至集气管上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过精确制定钎焊工艺参数，在钎料温度范围下限选择钎焊温度，严格控制钎料用量，控制集气管与管路待钎处间隙在0.02之内，实现了壁厚为0.05mm的微细管钎焊不易溶蚀；通过将微细管逐根装到成型工装的槽中，用不锈钢皮固定，置入真空炉中进行热成型，将装配好的膜片装在钎焊工装上，使用压块将集气管固定，置于真空钎焊炉中进行连接，解决了管路螺旋形不易保证的问题；通过一端为圆环，一端为多半圆环的支耳套装于膜片的集气管上，可调节，便于装配，易于保证产品质量；支撑片预先固定在装配工装上，管路依次穿过支撑片的孔进行固定，解决了垫片不易固定的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的左视图；

图4为本发明的螺旋形的微细管结构示意图；

图5为本发明的膜片结构示意图；

图6为图5的局部放大图；

图7为本发明的垫片结构示意图；

图8为图7的左视图；

图9是本发明的垫片和集气管装配的结构示意图；

图10为本发明的支耳结构示意图；

图11本发明的堵头结构示意图；

图12图10的左视图；

图13图10的俯视图；

图14为本发明的内框架结构示意图；

图15为图9的俯视图；

图16为本发明的保护条主视图；

图17为本发明的保护条左视图；

图18为本发明的连接杆结构示意图。

图中：1-第一管路；2-第二管路；3-第三管路；4-第四管路；5-支撑片；6-集气管；7-内框架端面环；8-内框架中间环；9-内框架立杆；10-垫片；11-膜片工装本体；12-第一压板；13-压块；14-第二压板；15-顶柱；16-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

一种地试预冷器的制备方法，其焊接步骤为：

1)将板材经线切割加工，分别得到内框端面环和内框中间环；将钎料涂注在内框端面环、内框中间环和内框架立杆的连接处，经真空钎焊，得到内框架；钎料要求与地试预冷器的材质相匹配即可；

2)将板材经打孔、铣加工和线切割，得到外框架；

3)将直微细管置于成型模具的螺旋管线内，经真空热成型后制成螺旋形的微细管；将多个设有多排定位孔的垫片置于膜片工装的螺旋管线内，单个微细管依次穿过垫片上开设的定位孔，直到垫片上所有的定位孔内都穿设有微细管；然后将多排微细管的端部分别与集气管的安装孔相连接，两端各连接一个集气管，并在连接处涂注膏状钎料；移入至真空炉内进行真空钎焊，形成膜片；真空钎焊完成后形成膜片；

4)将单个膜片的一端集气管插入外框架的配合孔中，另一端装配到内框架的配合孔中并通过支耳与内框架立杆固定；按照单个膜片的装配方法依次装配其余膜片，各膜片之间设有防止互相干涉的保护条；装配完成后得到地试预冷器。

通过精确制定钎焊工艺参数，在钎料温度范围下限选择钎焊温度，严格控制钎料用量，控制集气管与管路待钎处间隙在0.02之内，实现了壁厚为0.05mm的微细管钎焊不易溶蚀；提高钎焊的一次成功率，减少补钎次数；膜片在装配完毕设置清洗工序，保证待钎处无油污等异物，实现了膜片钎焊不易溶蚀(删除)；通过将微细管逐根装到成型工装的槽中，用不锈钢皮固定，置入真空炉中进行热成型，将装配好的膜片装在钎焊工装上，使用压块将集气管固定，置于真空钎焊炉中进行连接，解决了管路螺旋形不易保证的问题；通过一端为圆环，一端为多半圆环的支耳套装于膜片的集气管上，可调节，便于装配，易于保证产品质量；支撑片预先固定在装配工装上，管路依次穿过支撑片的孔进行固定，解决了垫片不易固定的问题。

外框架上等分设有多个外配合孔，内框架上等分设有多个内配合孔；单个膜片固定完成后，固定另一新膜片时，将其一端的集气管插入相邻外配合孔上，另一端装配到相邻内配合孔上；依次将所有的膜片固定后，将管接头氩弧焊至两个集气管的两端，得到地试预冷器；在本发明中，膜片为12个，安装完第一个膜片后，依照此方法将所有的膜片安装在外框架和内框架上。

成型磨具为底板上设有多个螺旋形固定条的固定结构，各螺旋形固定条形成固定槽；真空热成型时，将微细管逐根装配到固定槽中，装配完成后通过不锈钢皮将微细管固定在真空热成型工装上。

垫片为多个，各垫片沿微细管等分设置；垫片上设有多排并行的孔，相邻排的孔按列交错排布，微细管通过垫片孔与垫片固定。

膜片工装为螺旋形，真空钎焊时，利用螺旋形钎焊工装固定微细管，再通过压块固定集气管后；将固定完成的微细管和集气管置入真空炉中进行真空钎焊。

各微细管与集气管真空钎焊时，按照以下程序执行：

以240℃/h的速率加热到450℃，保温45min；

以300℃/h的速率加热到950℃，保温180min；

以360℃/h的速率加热到1010℃，开始钎焊，时间为10min；

钎焊结束后随炉真空冷却至650℃，充气冷却至65℃出炉。

将内框架拆分为两个内框端面环、一个内框中间环和内框架立杆；

所述内框端面环和内框中间环采用光板料线切割加工，其内孔留有余量；

所述内框架立杆经零件铣加工、分割和线切割得到；

固定内框架时，将内框架端面环和内框中间环通过内框架立杆连接后，经真空钎焊将其固定。

支耳的一端设有圆孔，另一端为多半圆环；安装时，将支耳的设有圆孔的一端插入至内框架的立杆上，设有多半圆环的一端装至集气管上。

在焊接时，由于微细管壁厚仅为0.05，装配过程中必须注意，否则微细管会损伤；连接杆的材料为30CrMnSiA，保护条的材料为聚四氟乙烯。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：地试预冷器的焊接步骤为：

1)将板材经线切割加工，分别得到内框端面环和内框中间环；将钎料涂注在内框端面环、内框中间环和内框架立杆的连接处，经真空钎焊，得到内框架；

2)将板材经打孔、铣加工和线切割，得到外框架；

3)将直微细管置于成型模具的螺旋管线内，经真空热成型后制成螺旋形的微细管；将多个设有多排定位孔的垫片置于膜片工装的螺旋管线内，单个微细管依次穿过垫片上开设的定位孔，直到垫片上所有的定位孔内都穿设有微细管；然后将多排微细管的端部分别与集气管的安装孔相连接，两端各连接一个集气管，并在连接处涂注膏状钎料；移入至真空炉内进行真空钎焊，形成膜片；

4)将单个膜片的一端集气管插入外框架的配合孔中，另一端装配到内框架的配合孔中并通过支耳与内框架立杆固定；按照单个膜片的装配方法依次装配其余膜片，各膜片之间设有防止互相干涉的保护条；装配完成后得到地试预冷器。

2.根据权利要求1所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：所述外框架上等分设有多个外配合孔，内框架上等分设有多个内配合孔；单个膜片固定完成后，固定另一新膜片时，将其一端的集气管插入相邻外配合孔上，另一端装配到相邻内配合孔上；依次将所有的膜片固定后，将管接头氩弧焊至两个集气管的两端，得到地试预冷器。

3.根据权利要求1所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：所述成型磨具为底板上设有多个螺旋形固定条的固定结构，各螺旋形固定条形成固定槽；真空热成型时，将微细管逐根装配到固定槽中，装配完成后通过不锈钢皮将微细管固定在真空热成型工装上。

4.根据权利要求1所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：所述垫片为多个，各垫片沿微细管等分设置；垫片上设有多排并行的孔，相邻排的孔按列交错排布，微细管通过垫片孔与垫片固定。

5.根据权利要求1所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：所述膜片工装为螺旋形，真空钎焊时，利用螺旋形钎焊工装固定微细管，再通过压块固定集气管后；将固定完成的微细管和集气管置入真空炉中进行真空钎焊。

6.根据权利要求1或5所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：各所述微细管与集气管真空钎焊时，按照以下程序执行：

以240℃/h的速率加热到450℃，保温45min；

以300℃/h的速率加热到950℃，保温180min；

以360℃/h的速率加热到1010℃，开始钎焊，时间为10min；

钎焊结束后随炉真空冷却至650℃，充气冷却至65℃出炉。

7.根据权利要求1所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：

将内框架拆分为两个内框端面环、一个内框中间环和内框架立杆；

所述内框端面环和内框中间环采用光板料线切割加工，其内孔留有余量；

所述内框架立杆经零件铣加工、分割和线切割得到；

固定内框架时，将内框架端面环和内框中间环通过内框架立杆连接后，经真空钎焊将其固定。

8.根据权利要求1所述的一种地试预冷器的制备方法，其特征在于：所述支耳的一端设有圆孔，另一端为多半圆环；安装时，将支耳的设有圆孔的一端插入至内框架的立杆上，设有多半圆环的一端装至集气管上。

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