CN112958866B - 一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法 - Google Patents

一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，公开了一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，包括装配及储能点焊：在外环基体上装好蜂窝之后，首先进行预定位，再进行加强定位；预定位时，采用对称定位和分次定位的方式进行储能点焊；加强定位时，采用分层定位和交错定位的方式进行储能点焊。通过预定位和加强定位，保证蜂窝装配定位牢固可靠，满足后续真空钎焊间隙要求，且不损伤蜂窝；同时优化了真空钎焊工艺参数，将稳定温度950℃下的保温时间延长至40～50min，降低外环基体的大尺寸效应的影响，减小温度梯度，使其各部分的温度得以均匀；将真空钎焊温度升高至1045℃，钎焊保温时间延长至10～20min，保证蜂窝钎焊质量的同时，避免母材溶蚀和蜂窝堵孔。

Description

一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法。
背景技术
航空发动机及燃气轮机是国之重器，在航空、舰船、能源等国防工业领域有着举足轻重的地位。外环焊接组件作为一种蜂窝封严式零件，广泛应用于航空发动机及燃气轮机。通常，外环焊接组件由外环基体与蜂窝组成，采用真空钎焊工艺连接，最大外直径尺寸约为500mm。某新型燃气轮机用外环焊接组件(如图1所示)由1Cr11Ni2W2MoV外环基体与GH536蜂窝组成，最大外直径尺寸超过1000mm，蜂窝的周长超过3000mm，蜂窝与外环基体的接触面积超过40000mm2，因而对蜂窝装配及储能点焊的质量、蜂窝真空钎焊的质量等提出了更为严苛的要求，现有的真空钎焊工艺无法满足此类大尺寸外环焊接组件的科研试制。
焊接领域普遍认为，蜂窝的真空钎焊质量很大程度上取决于蜂窝装配及储能点焊的质量，但现有技术中均未明确蜂窝具体应如何定位，应分为哪几个步骤，各个步骤的储能点焊工艺参数应如何选取，且现有技术的应用对象均为尺寸相对较小的环形蜂窝类零件。对于大尺寸外环焊接组件，蜂窝的装配及储能点焊定位变得极具挑战性；另外，蜂窝钎焊质量还与焊接参数的选择有关。现有的真空钎焊工艺不能满足此类大尺寸外环焊接组件的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，解决了现有的真空钎焊工艺不能满足此类大尺寸外环焊接组件科研试制需求的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，包括：
装配及储能点焊：在外环基体上装好环形蜂窝之后，首先进行预定位，再进行加强定位；预定位时，采用对称定位和分次定位的方式进行储能点焊定位；加强定位时，采用分层定位和交错定位的方式进行储能点焊定位；
真空钎焊：先升温至450℃，保温20～25min；再升温至950℃，保温40～50min；再升温至1045℃，保温10～20min，实施对零件的钎焊。
进一步，储能点焊定位采用双脉冲方式进行，电极压力设置为15Kg～25Kg，预压时间不少于1.5s，第一脉冲能量为10％～30％，第二脉冲能量为40％～70％，双脉冲间隔时间不少于1s。
进一步，预定位的具体过程为：
在环形蜂窝上选定某一特征位置标记为①号位置，首先对①号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位，然后顺时针旋转180°，对与①号位置相对称的②号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位；
接着逆时针旋转90°，对与①号、②号位置相垂直的③号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位，再顺时针旋转180°，对与③号位置相对称的④号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位；
接着顺时针旋转135°，对①号、③号位置中间的⑤号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位，再顺时针旋转180°，对与⑤号位置相对称的⑥号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位；
接着逆时针旋转90°，对与⑤号、⑥号位置相垂直的⑦号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位，再顺时针旋转180°，对与⑦号位置相对称的⑧号位置处的环形蜂窝进行储能点焊定位。
进一步，加强定位采用四层储能点焊定位，分层定位和交错定位具体为：
第一层储能点焊定位时，各焊点紧密排列且不重叠；
第二层储能点焊定位时，在第一层焊点的交界处进行储能点焊，相邻两个焊点之间错开一个焊点的距离；
第三层储能点焊定位时，在第二层焊点的预留间距处进行储能点焊，第二层焊点与第三层焊点紧密排列且不重叠；
第四层储能点焊定位时，在第二层焊点与第三层焊点的交界处进行储能点焊。
进一步，第二层储能点焊定位时的工艺参数与第三层储能点焊定位时的工艺参数相同；
预定位和第一层储能点焊定位时的压力和能量小于第二层储能点焊定位时的压力和能量；
第二层储能点焊定位时的压力和能量小于第四层储能点焊定位时的压力和能量。
进一步，外环基体的材料为马氏体不锈钢，真空钎焊后应进行回火处理，回火处理具体为：
采用660℃/h～720℃/h的加热速率升温至690℃，保温时间为140min；或者采用540℃/h～600℃/h的加热速率升温至570℃，保温时间为140min。
进一步，在外环基体上安装环形蜂窝的步骤具体为：在外环基体上预涂膏状钎料，将压好钎料的环形蜂窝装入外环基体中。
进一步，在装配及储能点焊之前，对待焊的外环焊接组件进行预处理，预处理具体包括以下过程：
打磨：打磨外环基体表面环形蜂窝的待焊处，直至露出金属光泽；
清洗：用丙酮将待焊的外环焊接组件表面清洗干净，随后晾干；
挤压钎料：将钎料挤压进环形蜂窝的蜂格中，然后刮去环形蜂窝表面多余钎料，直至露出金属光泽。
进一步，在装配及储能点焊之后，真空钎焊之前，还包括以下过程：
涂注钎料：在环形蜂窝与外环基体相接触的四周，涂注钎料；
涂抹阻流剂：将阻流剂涂抹到待焊钎缝附近的非钎焊区域内。
进一步，在真空钎焊之后，对焊接好的外环焊接组件进行清理，清理后，对焊接好的外环焊接组件进行检测，若不合格，重新进行真空钎焊。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，通过建立一套系统的、可靠的环形蜂窝装配及储能点焊的工艺方法，具体是采用预定位和加强定位，保证了环形蜂窝装配定位牢固可靠，满足了后续真空钎焊间隙要求，且不损伤环形蜂窝。同时优化了真空钎焊工艺参数，一方面，将稳定温度950℃下的保温时间由常规的10～20min延长至40～50min，降低了外环基体的大尺寸效应的影响，减小了外环基体各部分的温度梯度，使其各部分得以均匀、充分受热，有利于保证后续钎焊温度下的焊接质量；另一方面，钎焊温度过高，保温时间过长，熔化的钎料与母材相互溶解和扩散的作用会过于强烈、充分，导致母材溶蚀、钎料爬高和蜂窝堵孔；钎焊温度过低，保温时间过短，则不利于钎料的润湿和铺展，难以保证如此大面积环形蜂窝芯格的焊接质量。为了克服这一矛盾，最终本发明将真空钎焊温度设计为1045℃，钎焊保温时间设计为10～20min，从而在保证了环形蜂窝钎焊质量的同时，避免了母材溶蚀和蜂窝堵孔。本发明提供的真空钎焊某新型燃气轮机用大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件的成套工艺，对同类零件的加工制造具有较大的工程应用参考价值。
进一步，预定位时，分别对环形蜂窝上的不同特征位置进行储能点焊定位，实际焊点数量可根据环形蜂窝的直径尺寸适当增加或减少，将环形蜂窝与外环基体初步连接，并使环形蜂窝与外环基体之间的间隙大致均匀。
进一步，加强定位具体是采用分层定位、交错定位的方式进行储能点焊，从而使每一个环形蜂窝芯格均能牢固可靠地连接到外环基体上，保证真空钎焊间隙要求。
进一步，预定位和第一层储能点焊加强定位时的压力和能量较小；第二层储能点焊加强定位时的工艺参数与第三层储能点焊加强定位时的工艺参数相同且交错进行，压力和能量稍大一些；第四层储能点焊加强定位是最终定位，压力和能量达到最大值。这样设计，点焊压力和能量得以循序渐进、层层递增地施加，先是初步连接，然后加强连接，既不会损伤蜂窝又保证了蜂窝装配定位质量。
进一步，外环基体的材料可选用马氏体不锈钢，针对马氏体不锈钢制定了焊后回火工艺参数，真空钎焊过程中，外环基体会发生由马氏体转变为奥氏体再转变为马氏体的相变，通过焊后回火工序，保证了外环基体的综合力学性能能够符合设计要求。
附图说明
图1为一种马氏体不锈钢外环焊接组件的结构示意图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明的预定位的操作示意图；
图4为本发明的加强定位的操作示意图。
其中，1为外环基体，2为环形蜂窝。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图2所示，本发明公开了一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，具体包括以下步骤：预处理、装配及储能点焊、涂注钎料、涂抹阻流剂、真空钎焊、清理零件及检测等步骤。
装配及储能点焊：在外环基体1上装好环形蜂窝2之后，首先需要进行预定位，具体是采用对称定位、分次定位的方式进行储能点焊，目的是将环形蜂窝2与外环基体1初步连接，并使环形蜂窝2与外环基体1之间的间隙大致均匀。预定位时的实际焊点数量可根据环形蜂窝2的直径尺寸适当调整。
预定位后还需要进行加强定位，具体是采用分层定位、交错定位的方式进行储能点焊，目的是使每一个环形蜂窝2芯格均能牢固可靠地连接到外环基体1上，保证真空钎焊间隙要求。储能点焊定位采用双脉冲方式进行，电极压力设置为15Kg～25Kg，预压时间不少于1.5s，第一脉冲能量为10％～30％，第二脉冲能量为40％～70％，双脉冲间隔时间不少于1s。预定位和加强定位时的工艺参数可适当调整。
真空钎焊：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空钎焊过程中的冷态真空度应小于4×10-2Pa，工作真空度应小于6×10-2Pa。先以330℃/h～390℃/h的加热速率升温至450℃，保温20～25min，目的是将粘带钎料和膏状钎料中的粘接剂挥发干净。再以630℃/h～690℃/h的加热速率升温至950℃，保温40～50min，目的是降低外环基体1的大尺寸效应的影响，减小温度梯度，使其各部分的温度得以均匀。再以480℃/h～600℃/h的加热速率升温至1045℃，保温10～20min，实施对零件的钎焊。最后真空冷却到980～900℃时，回填氩气，氩气+风扇冷却至100℃以下出炉。
若是针对由1Cr11Ni2W2MoV外环基体1与GH536环形蜂窝2组成的外环焊接组件，真空钎焊后还需要进行真空回火，具体为：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，硬度试块应随炉。真空回火过程中的冷态真空度应小于4×10-2Pa，工作真空度应小于6×10-2Pa。根据对外环基体1力学性能的不同需求，可采用660℃/h～720℃/h的加热速率升温至690℃或者采用540℃/h～600℃/h的加热速率升温至570℃，保温时间为140min，可根据外环基体1的最大壁厚尺寸适当调整，使外环基体1内外充分、均匀受热即可。保温过程结束后，回填氩气，冷却到60℃以下出炉。
最后进行检验：回火温度690℃时对应的试块硬度值应为HB＝269～321；回火温度570℃时对应的试块硬度值应为HB＝311～388。
实施例一
本发明公开了一种真空钎焊大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件的方法，具体包括以下步骤：
步骤1、打磨：用钢丝轮打磨外环基体1表面环形蜂窝2的待焊处，直至露出新鲜的金属光泽。
步骤2、清洗：用洁净的丙酮将零件表面清洗干净，随后将零件晾干，清洗后的零件表面应无油污及其它脏污。
步骤3、挤压钎料：使用钎料挤压机将带状钎料挤压进环形蜂窝2的蜂格中，然后刮去环形蜂窝2表面多余钎料，直至露出金属光泽。
步骤4、装配及储能点焊：在外环基体1上预涂一圈配制好的膏状钎料，将压好钎料的环形蜂窝2装入外环基体1中，装配时注意环形蜂窝2倒角的装配位置，可通过划线对齐或使用限位工装等保证环形蜂窝2与外环基体1的相对位置要求。
环形蜂窝2装好之后，首先需要进行预定位储能点焊，具体是采用对称定位、分次定位的方式进行。电极压力设置为15Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为10％，第二脉冲能量为40％，双脉冲间隔时间1.2s。
具体地，如图3所示，首先对①位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位，然后顺时针旋转180°，对与①位置相对称的②位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。接着逆时针旋转90°，对与①、②位置相垂直的③位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。再顺时针旋转180°，对与③位置相对称的④位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。以此类推，按照顺序，分别对附图3所示的8处位置的环形蜂窝2进行储能点焊定位。预定位时的实际焊点数量可根据环形蜂窝2的直径尺寸适当增加或减少。
预定位后还需要进行加强定位储能点焊，具体是采用分层定位、交错定位的方式进行。如图4所示，每一个矩形块代表每一次储能点焊定位时电极的有效作用面积即焊点。第一层储能点焊定位时，各焊点紧密排列但并不重叠，电极压力设置为15Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为10％，第二脉冲能量为40％，双脉冲间隔时间1.2s。第二层储能点焊定位时，是在第一层焊点的交界处进行储能点焊，相邻两个焊点之间错开一个焊点的距离。第三层储能点焊定位时，是在第二层焊点的预留间距处进行储能点焊，从而使得第二层焊点与第三层焊点紧密排列但并不重叠。第二层储能点焊定位时的工艺参数与第三层储能点焊定位时的工艺参数相同，电极压力设置为20Kg，预压时间1.7s，第一脉冲能量为20％，第二脉冲能量为50％，双脉冲间隔时间1.4s。第四层储能点焊定位时，是在第二层焊点与第三层焊点的交界处进行储能点焊，是最终的加强定位，电极压力设置为25Kg，预压时间1.9s，第一脉冲能量为30％，第二脉冲能量为70％，双脉冲间隔时间1.6s。
步骤5、涂注钎料：在环形蜂窝2与外环基体1相接触的四周，涂注一圈配制好的膏状钎料。
步骤6、涂抹阻流剂：用毛笔或排笔将Al2O3微粉白色阻流剂涂抹到待焊钎缝附近的非钎焊区域内。
步骤7、真空钎焊：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空钎焊过程中的冷态真空度为3×10-2Pa，工作真空度为4×10-2Pa。先以360℃/h的加热速率升温至450℃，保温20min。再以660℃/h的加热速率升温至950℃，保温40min。然后以540℃/h的加热速率升温至1045℃，保温20min。最后真空冷却到940℃时，回填氩气，氩气+风扇冷却至100℃以下出炉。
步骤8、清理零件：用压缩空气将零件表面的白色阻流剂吹除干净。若零件表面存在钎料飞溅、溢流、堆高，可通过机械打磨的方式去除。
步骤9、液体检测：按照真空钎焊质量验收相关标准对上述外环焊接组件的真空钎焊焊缝质量进行液体检测。液体检测不合格的零件，应在不合格处撒上适量粉状钎料。不合格，重复步骤5-8。
步骤10、目视检查：对于液体检测合格的零件，然后再按照真空钎焊质量验收相关标准对上述外环焊接组件的真空钎焊焊缝质量进行目视检查。目视检查不合格的零件，应在不合格处涂注适量膏状钎料。不合格，重复步骤5-9。
步骤11、真空回火：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空回火过程中的冷态真空度为3×10-2Pa，工作真空度为4×10-2Pa。以690℃/h的加热速率升温至690℃，保温140min。保温过程结束后，回填氩气，氩气+风扇冷却到60℃以下出炉。
步骤12、检验：按1Cr11Ni2W2MoV材料的相关验收标准对硬度试块进行力学检测，实测试块硬度值为HB＝269～321，符合硬度标准要求。
实施例二
本发明公开了一种真空钎焊大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件的方法，具体包括以下步骤：
步骤1、打磨：用钢丝轮打磨外环基体1表面环形蜂窝2的待焊处，直至露出新鲜的金属光泽。
步骤2、清洗：用洁净的丙酮将零件表面清洗干净，随后将零件晾干，清洗后的零件表面应无油污及其它脏污。
步骤3、挤压钎料：使用钎料挤压机将带状钎料挤压进环形蜂窝2的蜂格中，然后刮去环形蜂窝2表面多余钎料，直至露出金属光泽。
步骤4、装配及储能点焊：在外环基体1上预涂一圈配制好的膏状钎料，将压好钎料的环形蜂窝2装入外环基体1中，装配时注意环形蜂窝2倒角的装配位置，可通过划线对齐或使用限位工装等保证环形蜂窝2与外环基体1的相对位置要求。
环形蜂窝2装好之后，首先需要进行预定位储能点焊，具体是采用对称定位、分次定位的方式进行。电极压力设置为15Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为10％，第二脉冲能量为40％，双脉冲间隔时间1s。
具体地，如图3所示，首先对①位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位，然后顺时针旋转180°，对与①位置相对称的②位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。接着逆时针旋转90°，对与①、②位置相垂直的③位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。再顺时针旋转180°，对与③位置相对称的④位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。以此类推，按照顺序，分别对附图3所示的8处位置的环形蜂窝2进行储能点焊定位。预定位时的实际焊点数量可根据环形蜂窝2的直径尺寸适当增加或减少。
预定位后还需要进行加强定位储能点焊，具体是采用分层定位、交错定位的方式进行。如附图4所示，每一个矩形块代表每一次储能点焊定位时电极的有效作用面积即焊点。第一层储能点焊定位时，各焊点紧密排列但并不重叠，电极压力设置为15Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为10％，第二脉冲能量为40％，双脉冲间隔时间1s。第二层储能点焊定位时，是在第一层焊点的交界处进行储能点焊，相邻两个焊点之间错开一个焊点的距离。第三层储能点焊定位时，是在第二层焊点的预留间距处进行储能点焊，从而使得第二层焊点与第三层焊点紧密排列但并不重叠。第二层储能点焊定位时的工艺参数与第三层储能点焊定位时的工艺参数相同，电极压力设置为20Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为20％，第二脉冲能量为50％，双脉冲间隔时间1.2s。第四层储能点焊定位时，是在第二层焊点与第三层焊点的交界处进行储能点焊，是最终的加强定位，电极压力设置为25Kg，预压时间2s，第一脉冲能量为30％，第二脉冲能量为70％，双脉冲间隔时间1.4s。
步骤5，涂注钎料：在环形蜂窝2与外环基体1相接触的四周，涂注一圈配制好的膏状钎料。步骤9液体检测不合格的零件，应在不合格处撒上适量粉状钎料。步骤10目视检查不合格的零件，应在不合格处涂注适量膏状钎料。
步骤6，涂抹阻流剂：用毛笔或排笔将Al2O3微粉白色阻流剂涂抹到待焊钎缝附近的非钎焊区域内。
步骤7，真空钎焊：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空钎焊过程中的冷态真空度为3×10-2Pa，工作真空度为4×10-2Pa。先以330℃/h的加热速率升温至450℃，保温25min。再以630℃/h的加热速率升温至950℃，保温50min。然后以480℃/h的加热速率升温至1045℃，保温10min。最后真空冷却到900℃时，回填氩气，冷却至100℃以下出炉。
步骤8，清理零件：用压缩空气将零件表面的白色阻流剂吹除干净。若零件表面存在钎料飞溅、溢流、堆高，可通过机械打磨的方式去除。
步骤9，液体检测：按照真空钎焊质量验收相关标准对上述外环焊接组件的真空钎焊焊缝质量进行液体检测。
步骤10，目视检查：按照真空钎焊质量验收相关标准对上述外环焊接组件的真空钎焊焊缝质量进行目视检查。
步骤11，真空回火：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空回火过程中的冷态真空度为3×10-2Pa，工作真空度为4×10-2Pa。以690℃/h的加热速率升温至690℃，保温140min。保温过程结束后，回填氩气，冷却到60℃以下出炉。
步骤12，检验：按1Cr11Ni2W2MoV材料的相关验收标准对硬度试块进行力学检测，实测试块硬度值为HB＝269～321，符合硬度标准要求。
实施例三
本发明公开了一种真空钎焊大尺寸马氏体不锈钢外环焊接组件的方法，具体包括以下步骤：
步骤1、打磨：用钢丝轮打磨外环基体1表面环形蜂窝2的待焊处，直至露出新鲜的金属光泽。
步骤2、清洗：用洁净的丙酮将零件表面清洗干净，随后将零件晾干，清洗后的零件表面应无油污及其它脏污。
步骤3、挤压钎料：使用钎料挤压机将带状钎料挤压进环形蜂窝2的蜂格中，然后刮去环形蜂窝2表面多余钎料，直至露出金属光泽。
步骤4、装配及储能点焊：在外环基体1上预涂一圈配制好的膏状钎料。将压好钎料的环形蜂窝2装入外环基体1中，装配时注意环形蜂窝2倒角的装配位置，可通过划线对齐或使用限位工装等保证环形蜂窝2与外环基体1的相对位置要求。
环形蜂窝2装好之后，首先需要进行预定位储能点焊，具体是采用对称定位、分次定位的方式进行。电极压力设置为15Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为15％，第二脉冲能量为45％，双脉冲间隔时间1s。
如图3所示，首先对①位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位，然后顺时针旋转180°，对与①位置相对称的②位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。接着逆时针旋转90°，对与①、②位置相垂直的③位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。再顺时针旋转180°，对与③位置相对称的④位置处的环形蜂窝2进行储能点焊定位。以此类推，按照顺序，分别对附图3所示的8处位置的环形蜂窝2进行储能点焊定位。预定位时的实际焊点数量可根据环形蜂窝2的直径尺寸适当增加或减少。
预定位后还需要进行加强定位储能点焊，具体是采用分层定位、交错定位的方式进行。如附图4所示，每一个矩形块代表每一次储能点焊定位时电极的有效作用面积即焊点。第一层储能点焊定位时，各焊点紧密排列但并不重叠，电极压力设置为15Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为15％，第二脉冲能量为45％，双脉冲间隔时间1s。第二层储能点焊定位时，是在第一层焊点的交界处进行储能点焊，相邻两个焊点之间错开一个焊点的距离。第三层储能点焊定位时，是在第二层焊点的预留间距处进行储能点焊，从而使得第二层焊点与第三层焊点紧密排列但并不重叠。第二层储能点焊定位时的工艺参数与第三层储能点焊定位时的工艺参数相同，电极压力设置为20Kg，预压时间1.5s，第一脉冲能量为25％，第二脉冲能量为55％，双脉冲间隔时间1.2s。第四层储能点焊定位时，是在第二层焊点与第三层焊点的交界处进行储能点焊，是最终的加强定位，电极压力设置为25Kg，预压时间2s，第一脉冲能量为30％，第二脉冲能量为70％，双脉冲间隔时间1.4s。
步骤5，涂注钎料：在环形蜂窝2与外环基体1相接触的四周，涂注一圈配制好的膏状钎料。步骤9液体检测不合格的零件，应在不合格处撒上适量粉状钎料。步骤10目视检查不合格的零件，应在不合格处涂注适量膏状钎料。
步骤6，涂抹阻流剂：用毛笔或排笔将Al2O3微粉白色阻流剂涂抹到待焊钎缝附近的非钎焊区域内。
步骤7，真空钎焊：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空钎焊过程中的冷态真空度为3×10-2Pa，工作真空度为4×10-2Pa。先以390℃/h的加热速率升温至450℃，保温23min。再以690℃/h的加热速率升温至950℃，保温45min。然后以600℃/h的加热速率升温至1045℃，保温15min。最后真空冷却到980℃时，回填氩气，氩气+风扇冷却至100℃以下出炉。
步骤8，清理零件：用压缩空气将零件表面的白色阻流剂吹除干净。若零件表面存在钎料飞溅、溢流、堆高，可通过机械打磨的方式去除。
步骤9，液体检测：按照真空钎焊质量验收相关标准对上述外环焊接组件的真空钎焊焊缝质量进行液体检测。
步骤10，目视检查：按照真空钎焊质量验收相关标准对上述外环焊接组件的真空钎焊焊缝质量进行目视检查。
步骤11，真空回火：将零件平放于大直径石墨或陶瓷平台上，然后放入料架中进炉，标记好的硬度试块应随炉。真空回火过程中的冷态真空度为3×10-2Pa，工作真空度为4×10-2Pa。以570℃/h的加热速率升温至570℃，保温140min。保温过程结束后，回填氩气，冷却到60℃以下出炉。
步骤12，检验：按1Cr11Ni2W2MoV材料的相关验收标准对硬度试块进行力学检测，实测试块硬度值为HB＝311～388，符合硬度标准要求。

Claims (9)

1.一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，包括：
装配及储能点焊：在外环基体（1）上装好环形蜂窝（2）之后，首先进行预定位，再进行加强定位；预定位时，采用对称定位和分次定位的方式进行储能点焊定位；加强定位时，采用分层定位和交错定位的方式进行储能点焊定位；
加强定位采用四层储能点焊定位，分层定位和交错定位具体为：
第一层储能点焊定位时，各焊点紧密排列且不重叠；
第二层储能点焊定位时，在第一层焊点的交界处进行储能点焊，相邻两个焊点之间错开一个焊点的距离；
第三层储能点焊定位时，在第二层焊点的预留间距处进行储能点焊，第二层焊点与第三层焊点紧密排列且不重叠；
第四层储能点焊定位时，在第二层焊点与第三层焊点的交界处进行储能点焊；
真空钎焊：先升温至450℃，保温20～25min；再升温至950℃，保温40～50min；再升温至1045℃，保温10～20min，实施对零件的钎焊。
2.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，储能点焊定位采用双脉冲方式进行，电极压力设置为15Kg～25Kg，预压时间不少于1.5s，第一脉冲能量为10%～30%，第二脉冲能量为40%～70%，双脉冲间隔时间不少于1s。
3.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，预定位的具体过程为：
在环形蜂窝（2）上选定某一特征位置标记为①号位置，首先对①号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位，然后顺时针旋转180°，对与①号位置相对称的②号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位；
接着逆时针旋转90°，对与①号、②号位置相垂直的③号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位，再顺时针旋转180°，对与③号位置相对称的④号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位；
接着顺时针旋转135°，对①号、③号位置中间的⑤号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位，再顺时针旋转180°，对与⑤号位置相对称的⑥号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位；
接着逆时针旋转90°，对与⑤号、⑥号位置相垂直的⑦号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位，再顺时针旋转180°，对与⑦号位置相对称的⑧号位置处的环形蜂窝（2）进行储能点焊定位。
4.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，第二层储能点焊定位时的工艺参数与第三层储能点焊定位时的工艺参数相同；
预定位和第一层储能点焊定位时的压力和能量小于第二层储能点焊定位时的压力和能量；
第二层储能点焊定位时的压力和能量小于第四层储能点焊定位时的压力和能量。
5.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，外环基体（1）的材料为马氏体不锈钢，真空钎焊后应进行回火处理，回火处理具体为：
采用660℃/h～720℃/h的加热速率升温至690℃，保温时间为140min；或者采用540℃/h～600℃/h的加热速率升温至570℃，保温时间为140min。
6.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，在外环基体（1）上安装环形蜂窝（2）的步骤具体为：在外环基体（1）上预涂膏状钎料，将压好钎料的环形蜂窝（2）装入外环基体（1）中。
7.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，在装配及储能点焊之前，对待焊的外环焊接组件进行预处理，预处理具体包括以下过程：
打磨：打磨外环基体（1）表面环形蜂窝（2）的待焊处，直至露出金属光泽；
清洗：用丙酮将待焊的外环焊接组件表面清洗干净，随后晾干；
挤压钎料：将钎料挤压进环形蜂窝（2）的蜂格中，然后刮去环形蜂窝（2）表面多余钎料，直至露出金属光泽。
8.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，在装配及储能点焊之后，真空钎焊之前，还包括以下过程：
涂注钎料：在环形蜂窝（2）与外环基体（1）相接触的四周，涂注钎料；
涂抹阻流剂：将阻流剂涂抹到待焊钎缝附近的非钎焊区域内。
9.根据权利要求1所述的一种真空钎焊大尺寸外环焊接组件的方法，其特征在于，在真空钎焊之后，对焊接好的外环焊接组件进行清理，清理后，对焊接好的外环焊接组件进行检测，若不合格，重新进行真空钎焊。
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