CN112775511A - 一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法。本发明首先是针对叶片结构采用氩弧焊的方式定位叶片；其次是在真空钎焊前采用配重块来控制零件的焊接变形，最后采用三段升温来控制变形，利用以上手段来减小焊接应力，控制焊接变形。通过上述工艺调整优化，有效解决了焊后变形过大而导致零件报废的问题，焊后零件合格率可达到90％以上。

Description

一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法。
背景技术
整流器为压气机重要组成部分，整流器外环上加工有叶型孔，叶片插入外环叶型孔后，沿配合处缝隙进行真空钎焊，如图2所示
由于焊接点位置及密度的影响，目前在焊接整流器的过程中经常焊接变形过大而导致焊后无法校正而导致零件报废。
发明内容
本发明的目的：提供一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，该方法可以有效控制整流器焊后变形，而获得合格的零件。
本发明的具体技术方案为：为了实现上述目的，提供一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:用砂纸对待焊叶片以及整流环的待焊处进行机械抛光，去除表面氧化物；
S2：采用超声波清洗待焊叶片及整流环，去除待焊处表面油污等脏物；
S3：将待焊叶片插入待焊整流环上的叶型孔中；
S4：对待焊叶片与待焊整流环叶型孔孔口接触位置通过氩弧焊进行定位；
S5：使用有机溶剂将待焊处擦拭干净，并在待焊处均匀涂抹BNi2膏状钎料；
S6：对真空钎焊炉进行烘炉处理；
S7：将经过步骤S5处理后的待焊叶片与整流环放入真空钎焊炉中的石墨平台上，在待焊整流环与石墨平台接触位置面上涂抹阻焊剂；
S8：在待焊叶片上方施加适当重量的石墨配重块；
S9：对真空钎焊炉抽真空，直至真空度达到≤1×10-4Pa；
S10：在真空钎焊炉内，采用三段加热的方式对待焊叶片与待焊整流环进行焊接；
S11：将叶片与整流环随真空钎焊炉冷却至400℃后，充氩气冷却至80℃；
S12：在真空钎焊炉内，对零件进行热处理以消除应力。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，待焊叶片与待焊整流环的叶型孔装配间隙为0.05mm～0.1mm。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S4中，通过氩弧焊定位的焊点直径为1mm，焊接电流为40A，采用的钨极为WCe20，钨极直径为1.5mm，保护气体为氩气，纯度为99.99％，气体流量为4L/min。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S6中，对真空钎焊炉进行烘炉处理，烘炉温度范围为1100℃±10℃，保持1～1.5小时。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S10中，在真空钎焊炉内，采用三段加热的方式进行焊接的具体过程如下：
以15℃/min的加热速率加热至500℃，到达500℃后保持10min；
按7℃/min加热速率加热至920℃，到达920℃后保持20min；按5℃/min加热速率加热至1050℃，到达1050℃后保10min。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S13中，整个热处理过程中真空度保持在1.66×10-2Pa～1.66×10-3Pa，对零件进行热处理过程具体包括：
保温温度为410±10℃，保温时间为2h～2.5h；
保温结束后，充氮气冷却至室温，充气压力≥9.33×104Pa。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S8中，所述石墨配重块的直径和重量根据待焊整流环的内径确定，所述所述石墨配重块中心开设有通孔。
优选地，所述石墨配重块的重量为20kg。
在一个可能地实施例中，在所述步骤S1中，所采用的砂纸大于800目。
在一个可能地实施例中，待焊叶片与待焊整流环的材质为不锈钢。
本发明的有益效果：本发明的技术关键是采用多种方法来控制整流器零件在真空钎焊过程中的变形，首先是针对叶片结构不采用工装进行定位，而采用氩弧焊的方式定位叶片；其次是在真空钎焊前采用配重块来控制零件的焊接变形，最后是不采用传统的两段升温而采用三段升温来控制变形，利用以上手段来减小焊接应力，控制焊接变形。通过上述工艺调整优化，有效解决了焊后变形过大而导致零件报废的问题，焊后零件合格率可达到90％以上。
附图说明
图1是本发明的方法流程图
图2是待焊叶片与整流环的装配示意图
具体实施方法
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
某整流器采用1Cr17Ni2加工制造，并采用真空扩散焊工艺焊接而成。焊后要求整流器的翘曲量和椭圆度≤0.1mm。
如图1所示，一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，包括以下步骤：
S1：如图2所示，采用800目砂纸对零件待焊处机械抛光去除表面氧化物；
S2：超声波清洗待焊零件，去除待焊表面油污等脏物；
S3：将叶片装配到外环叶型孔中，保证叶片和叶型孔装配间隙在0.05mm～0.1mm；
S4：在叶片中部进行定位，定位焊点直径为1mm。定位焊为自熔定位，焊接电流为40A。采用的钨极为WCe20，钨极直径为1.5mm。保护气体为氩气，纯度为99.99％，气体流量为4L/min；
S5：将氩弧焊定位后的零件用干净的白布蘸少量酒精或丙酮擦拭干净，在待焊处涂抹BNi2膏状钎料，钎料涂抹均匀，保证每个钎焊面都有钎料。然后将零件装入焊接装配夹具中；
S6：将真空钎焊炉进行烘炉处理，烘炉温度为1100℃±10℃，保持1～1.5小时；
S7：将焊接装配夹具和零件一起放入真空钎焊炉中的石墨平台上，在零件接触位置处涂抹Al2O3阻焊剂；
S8：为了减小焊接变形，采用配重块来减小焊接过程的变形，根据零件的面积来确定配重块的重量。提供一种可选择的配重方案为：环形耐热钢的配重块20kg；
S9：将零件配重后，对真空钎焊炉开始抽真空，直至真空度≤1×10-4Pa；
S10：达到真空度之后，以15℃/min的加热速率加热至500℃，到达500℃后保持10min，然后按7℃/min加热速率加热至920℃，到达920℃后保持20min，然后按5℃/min加热速率加热至1050℃，到达1050℃后保持10min；
S11：保温结束后停止加热，随炉冷却至400℃后，充氩气冷却零件至80℃；
S12：焊接后对零件进行热处理，保温温度为410±10℃，保温时间为2h～2.5h，保温结束后充氮气冷却，充气压力≥9.33×104Pa。整个热处理过程中真空度保持在1.66×10-2Pa～1.66×10-3Pa。
经检验，采用上述方法焊接的整流器的翘曲量和椭圆度≤0.1mm。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:用砂纸对待焊叶片以及整流环的待焊处进行机械抛光，去除表面氧化物；
S2：采用超声波清洗待焊叶片及整流环，去除待焊处表面油污等脏物；
S3：将待焊叶片插入待焊整流环上的叶型孔中；
S4：对待焊叶片与待焊整流环叶型孔孔口接触位置通过氩弧焊进行定位；
S5：使用有机溶剂将待焊处擦拭干净，并在待焊处均匀涂抹BNi2膏状钎料；
S6：对真空钎焊炉进行烘炉处理；
S7：将经过步骤S5处理后的待焊叶片与整流环放入真空钎焊炉中的石墨平台上，在待焊整流环与石墨平台接触位置面上涂抹阻焊剂；
S8：在待焊叶片上方施加适当重量的石墨配重块；
S9：对真空钎焊炉抽真空，直至真空度达到≤1×10-4Pa；
S10：在真空钎焊炉内，采用三段加热的方式对待焊叶片与待焊整流环进行焊接；
S11：将叶片与整流环随真空钎焊炉冷却至400℃后，充氩气冷却至80℃；
S12：在真空钎焊炉内，对零件进行热处理以消除应力。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S3中，待焊叶片与待焊整流环的叶型孔装配间隙为0.05mm～0.1mm。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S4中，通过氩弧焊定位的焊点直径为1mm，焊接电流为40A，采用的钨极为WCe20，钨极直径为1.5mm，保护气体为氩气，纯度为99.99％，气体流量为4L/min。
4.根据权利要求3所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S6中，对真空钎焊炉进行烘炉处理，烘炉温度范围为1100℃±10℃，保持1～1.5小时。
5.根据权利要求4所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S10中，在真空钎焊炉内，采用三段加热的方式进行焊接的具体过程如下：
以15℃/min的加热速率加热至500℃，到达500℃后保持10min；
按7℃/min加热速率加热至920℃，到达920℃后保持20min；按5℃/min加热速率加热至1050℃，到达1050℃后保10min。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S13中，整个热处理过程中真空度保持在1.66×10-2Pa～1.66×10-3Pa，对零件进行热处理过程具体包括：
保温温度为410±10℃，保温时间为2h～2.5h；
保温结束后，充氮气冷却至室温，充气压力≥9.33×104Pa。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S8中，所述石墨配重块的直径和重量根据待焊整流环的内径确定，所述所述石墨配重块中心开设有通孔。
8.根据权利要求7所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，所述石墨配重块的重量为20kg。
9.根据权利要求1所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所采用的砂纸大于800目。
10.根据权利要求1所述的一种不锈钢整流器的真空钎焊连接方法，其特征在于，待焊叶片与待焊整流环的材质为不锈钢。
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