CN113878197A - 涡流器真空钎焊夹具、涡流器真空钎焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡流器真空钎焊夹具、涡流器真空钎焊方法，所述涡流器真空钎焊夹具通过采用同轴定位环来对涡流器本体和文氏管进行定位，涡流器本体和文氏管分别与同轴定位环间隙配合，可以通过控制涡流器本体与同轴定位环之间的间隙、文氏管与同轴定位环之间的间隙以及同轴定位环自身的加工精度来保证涡流器本体与文氏管钎焊后的同轴度满足不大于0.05，并且在将涡轮器本体和文氏管安装到同轴定位环上后采用压板和锁紧件进行压紧，从而可以保证文氏管端面不高于涡流器本体端面。另外，本发明的涡流器真空钎焊方法，既实现了钎缝没有渗漏，同时在涡流器流道内也没有产生多余的钎料，不存在焊瘤形成，大大提升了钎焊效果。

Description

涡流器真空钎焊夹具、涡流器真空钎焊方法

技术领域

本发明涉及涡流器钎焊技术领域，特别地，涉及一种涡流器真空钎焊夹具，另外，还特别涉及一种采用上述涡流器真空钎焊夹具的涡流器真空钎焊方法。

背景技术

如图1所示，涡流器由涡流器本体(带旋流叶片)与文氏管通过钎焊方法连接成型，钎焊后文氏管与涡流器本体同轴度要求不大于0.05，且文氏管不得高出涡流器本体平面，流道内不允许存在多余钎料，钎缝处不允许渗漏，且钎缝质量及流量必须满足相关标准要求。

但是，目前的钎焊工艺很难满足涡流器本体与文氏管钎焊后同轴度0.05的要求，并且，钎缝不允许渗漏与流道内不允许多余钎料在一定程度上相互矛盾，因为钎缝不允许渗漏就要求填加更多的钎料，但钎料填加过多则会导致流道内产生多余钎料的风险，同时，文氏管不允许高出涡流器本体端面，需要使文氏管与涡流器本体紧密贴合，而当前钎焊工艺中并没有设计相对应的钎焊工装，也很难满足此要求。因此，现有的钎焊工艺难以满足涡流器本体和文氏管的同轴度要求和焊接质量要求。

发明内容

本发明提供了一种涡流器真空钎焊夹具、涡流器真空钎焊方法，以解决现有技术存在的上述缺点。

根据本发明的一个方面，提供一种涡流器真空钎焊夹具，所述涡流器包括涡流器本体和文氏管，包括底座、同轴定位环、压板和锁紧件，所述同轴定位环设置在所述底座上并与其紧固连接，所述同轴定位环用于安装涡轮器本体和文氏管并保证两者的同轴度满足要求，所述压板在涡轮器本体和文氏管安装到所述同轴定位环上后放置到文氏管上以对文氏管均匀施加压力，所述锁紧件设置在所述压板的上方并用于对压板施加向下的压力，以保证文氏管端面不高于涡流器本体端面。

进一步地，所述同轴定位环包括一圆形镂空凸台，所述圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体间隙配合，所述圆形镂空凸台的内圆面与文氏管间隙配合。

进一步地，所述圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体之间的间隙、所述圆形镂空凸台的内圆面与文氏管之间的间隙均为0.01～0.02，所述圆形镂空凸台的内、外圆柱面的同轴度小于等于0.005。

进一步地，所述同轴定位环与底座一体成型制成；或者，所述同轴定位环与底座分体设计，所述底座呈山字型结构，所述同轴定位环紧密套设在底座的中间凸起上，所述同轴定位环的外圆面上开设有对称分布的定位槽，所述底座上对应定位槽的位置处开设有定位孔，通过螺钉与定位孔和定位槽螺纹配合实现所述同轴定位环与所述底座的紧固连接。

进一步地，所述压板的外圆面上开设有多个半圆弧槽，以便于激光定位点焊时进行基准定位。

另外，本发明还提供一种涡流器真空钎焊方法，采用如上所述的涡流器真空钎焊夹具，包括以下内容：

在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料，并将非钎焊面上的钎料去除干净；

将涡流器本体和文氏管先后装入同轴定位环上，将压板置于文氏管上，并拧紧锁紧件，保证文氏管端面不高于涡流器本体端面；

采用激光对涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊；

松开锁紧件并拆下压板，取出涡流器，并在涡流器本体和文氏管形成的缝隙处整圈添加钎料；

将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊。

进一步地，所述在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料并将非钎焊面上的钎料去除干净的过程具体为：

根据涡流器本体钎焊面的形状，剪取比钎焊面形状大2mm～3mm、厚度为0.1mm～0.15mm的粘带钎料，将粘带钎料贴至涡流器本体待钎焊处，采用刀片将非钎焊面钎料刮除干净。

进一步地，所述采用激光对涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊的过程中以压板上的半圆弧槽为定位进行点焊。

进一步地，所述在涡流器本体和文氏管形成的缝隙处整圈添加钎料的过程具体为：

采用管式加料机在涡流器本体与文氏管形成的缝隙处整圈添加直径为φ0.8mm-φ1.2mm的钎料。

进一步地，在将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊之前还包括以下内容：

在涡流器端面离钎缝1mm外的部位刷阻流剂进行防护，阻流剂刷完后将涡流器放入烘箱中烘干。

本发明具有以下效果：

本发明的涡流器真空钎焊夹具，通过采用同轴定位环来对涡流器本体和文氏管进行定位，涡流器本体和文氏管分别与同轴定位环间隙配合，可以通过控制涡流器本体与同轴定位环之间的间隙、文氏管与同轴定位环之间的间隙以及同轴定位环自身的加工精度来保证涡流器本体与文氏管钎焊后的同轴度满足不大于0.05，并且在将涡轮器本体和文氏管安装到同轴定位环上后采用压板和锁紧件进行压紧，从而可以保证文氏管端面不高于涡流器本体端面。

本发明的涡流器真空钎焊方法，先在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料，并将非钎焊面上的钎料去除干净，再将涡流器本体和文氏管装入同轴定位环上后锁紧后，先采用激光对粘带钎料进行点焊，可以保证钎料能够在涡流器本体与文氏管斜向对接面、内部对接面形成饱满的钎缝和钎角，并且在点焊完成拆下压板后，在涡流器本体端面和文氏管端面形成的缝隙处整圈添加钎料，可以有效地保证端面钎缝质量，最后，将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊，若有高出端面的钎料则可以通过磨削的方式去除。本发明的涡流器真空钎焊方法，既实现了钎缝没有渗漏，同时在涡流器流道内也没有产生多余的钎料，不存在焊瘤形成，钎焊效果大大提升。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是涡流器的结构示意图。

图2是本发明优选实施例的涡流器真空钎焊夹具的结构示意图。

图3是本发明优选实施例的同轴定位环的剖面结构示意图。

图4是本发明优选实施例的压板的结构示意图。

图5是本发明另一实施例的涡流器真空钎焊方法中在涡流器本体钎焊面贴粘带钎料的结构示意图。

图6是本发明另一实施例的涡流器真空钎焊方法中将涡流器本体装到涡流器真空钎焊夹具上的结构示意图。

图7是本发明另一实施例的涡流器真空钎焊方法中将涡流器本体和文氏管装到涡流器真空钎焊夹具上的结构示意图。

图8是本发明另一实施例的涡流器真空钎焊方法中以压板上的半圆弧槽进行基准定位并进行激光点焊的示意图。

图9是本发明另一实施例的涡流器真空钎焊方法中在涡流器本体和文氏管的端面缝隙处整圈添加钎料的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2所示，本发明的优选实施例提供一种涡流器真空钎焊夹具，所述涡流器包括涡流器本体和文氏管，所述夹具包括底座、同轴定位环、压板和锁紧件，其中，所述底座用于起到支撑作用，所述同轴定位环设置在所述底座上并与其紧固连接，所述同轴定位环用于安装涡轮器本体和文氏管并保证两者的同轴度满足要求，所述压板在涡轮器本体和文氏管安装到所述同轴定位环上后放置到文氏管上以对文氏管均匀施加压力，所述锁紧件设置在所述压板的上方并用于对压板施加向下的压力，以保证文氏管端面不高于涡流器本体端面。其中，所述锁紧件优选采用锁紧螺母。

可以理解，本实施例的涡流器真空钎焊夹具，通过采用同轴定位环来对涡流器本体和文氏管进行定位，涡流器本体和文氏管分别与同轴定位环间隙配合，可以通过控制涡流器本体与同轴定位环之间的间隙、文氏管与同轴定位环之间的间隙以及同轴定位环自身的加工精度来保证涡流器本体与文氏管钎焊后的同轴度满足不大于0.05，并且在将涡轮器本体和文氏管安装到同轴定位环上后采用压板和锁紧件进行压紧，从而可以保证文氏管端面不高于涡流器本体端面。

具体地，如图3所示，所述同轴定位环包括一圆形镂空凸台，具体设置在所述同轴定位环中心通孔处，所述圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体间隙配合，所述圆形镂空凸台的内圆面与文氏管间隙配合。而涡流器同轴度要求能够保证取决于圆形镂空凸台的内、外圆面同轴度精度，涡流器本体与圆形镂空凸台的外圆面的配合间隙，以及文氏管与圆形镂空凸台的内圆面的配合间隙。同时，由于零件尺寸存在加工公差及变形，因此，圆形镂空凸台的外圆柱面与涡流器本体的配合间隙、圆形镂空凸台的内圆柱面与文氏管的配合间隙过小时，涡流器本体和文氏管无法装入夹具，而配合间隙过大，则同轴度无法保证。因此，作为优选的，所述圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体之间的间隙、所述圆形镂空凸台的内圆面与文氏管之间的间隙均为0.01mm～0.02mm，所述圆形镂空凸台的内、外圆柱面的同轴度小于等于0.005，按照此要求设计的同轴定位环可保证涡流器顺利装入夹具，同时可保证涡流器本体与文氏管的同轴度要求。

另外，所述同轴定位环与底座紧固连接可以采用两者一体成型制成。但是，考虑到同轴定位环由于长期与涡流器本体及文氏管滑擦，使用过程中不可避免存在磨损，为保证同轴定位环的使用寿命及便于更换，所述同轴定位环与底座采用分体设计，所述底座呈山字型结构，所述同轴定位环紧密套设在底座的中间凸起上，所述同轴定位环的外圆面上开设有对称分布的定位槽，所述底座上对应定位槽的位置处开设有定位孔，通过螺钉与定位孔和定位槽螺纹配合实现所述同轴定位环与所述底座的紧固连接。并且，为了提高同轴定位环的耐磨性，要求同轴定位环热处理后的硬度为HRC55～65。

可以理解，如图4所示，作为优选的，所述压板的外圆面上开设有多个半圆弧槽，以便于激光定位点焊时进行基准定位。在激光进行点焊时，可以以压板上的半圆弧槽作为基准进行定位，焊点则落在半圆弧槽内的文氏管与涡流器本体的焊接处，激光点焊效果更好。作为优选的，多个半圆弧槽均匀分布，以提高激光点焊的均匀性。

另外，本发明的另一实施例还提供一种涡流器真空钎焊方法，优选采用如上所述的涡流器真空钎焊夹具，包括以下内容：

在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料，并将非钎焊面上的钎料去除干净；

将涡流器本体和文氏管先后装入同轴定位环上，将压板置于文氏管上，并拧紧锁紧件，保证文氏管端面不高于涡流器本体端面；

采用激光对涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊；

松开锁紧件并拆下压板，取出涡流器，并在涡流器本体和文氏管形成的缝隙处整圈添加钎料；

将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊。

可以理解，本实施例的涡流器真空钎焊方法，先在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料，并将非钎焊面上的钎料去除干净，再将涡流器本体和文氏管装入同轴定位环上后锁紧后，先采用激光对粘带钎料进行点焊，可以保证钎料能够在涡流器本体与文氏管斜向对接面、内部对接面形成饱满的钎缝和钎角，并且在点焊完成拆下压板后，在涡流器本体端面和文氏管端面形成的缝隙处整圈添加钎料，可以有效地保证端面钎缝质量，最后，将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊，若有高出端面的钎料则可以通过磨削的方式去除。本发明的涡流器真空钎焊方法，既实现了钎缝没有渗漏，同时在涡流器流道内也没有产生多余的钎料，不存在焊瘤形成，钎焊效果大大提升。

其中，所述在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料并将非钎焊面上的钎料去除干净的过程具体为：

根据涡流器本体钎焊面的形状，剪取比钎焊面形状大2mm～3mm、厚度为0.1mm～0.15mm的粘带钎料，将粘带钎料贴至涡流器本体待钎焊处，采用刀片将非钎焊面钎料刮除干净。

可以理解，钎料添加主要是通过涡流器本体与文氏管的钎焊配合间隙控制，为保证钎料能够在涡流器本体与文氏管斜向对接面、内部对接面形成饱满的钎缝及钎角，仅靠端面加料是难以实现，而本发明通过在钎焊面预置钎料，可以很好地填充涡流器本体与文氏管的钎焊面配合间隙，保证了在后续钎焊过程中涡流器本体与文氏管斜向对接面、内部对接面可以形成饱满的钎缝及钎角。同时，为了避免对接面上钎料过多而导致内部形成焊瘤，以及考虑到钎缝强度问题，粘带钎料的厚度需要进行精心设计。作为优选的，本发明选择0.1mm～0.15mm厚的粘带钎料，钎焊后钎缝厚度约0.04mm-0.06mm，钎缝强度较好，且涡流器流道内没有焊瘤形成。

可以理解，所述采用激光对涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊的过程中以压板上的半圆弧槽为定位进行点焊，焊点则落在半圆弧槽内的文氏管与涡流器本体的焊接处，点焊定位精准，焊接效果好。作为优选的，压板上的多个半圆弧槽均匀分布，每个半圆弧槽内均采用激光进行点焊，点焊位置分布均匀，焊接效果会更好。

可以理解，所述在涡流器本体和文氏管形成的缝隙处整圈添加钎料的过程具体为：

采用管式加料机在涡流器本体与文氏管形成的缝隙处整圈添加直径为φ0.8mm-φ1.2mm的钎料。本发明考虑到钎料的尺寸大小会影响端面焊缝的质量，甚至端面钎料过多时会在后续的真空钎焊过程中钎料熔融后沿着涡流器本体与文氏管之间的对接面流入涡流器本体的流道内，从而形成焊瘤。因此，本发明在端面缝隙处整圈添加φ0.8mm-φ1.2mm的钎料，既保证了端面焊缝完美成型，也不会在涡流器本体的流道内形成焊瘤。

可以理解，在将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊之前还包括以下内容：

在涡流器端面离钎缝1mm外的部位刷阻流剂进行防护，阻流剂刷完后将涡流器放入烘箱中烘干。通过在端面钎缝外涂刷阻流剂，可以在真空钎焊过程中钎料熔融后阻止其外流，一方面防止涡流器本体与文氏管形成的端面缝隙处由于钎料不足而无法完整填充缝隙，另一方面，防止在涡流器本体端面和文氏管断面上的非钎焊处形成焊瘤，加大了后续的清理工作。

可以理解，本发明的涡流器真空钎焊方法的加工过程具体为：

1、先根据涡流器本体钎焊面的形状，剪取比钎焊面形状大约2mm～3mm、厚度约0.1mm～0.15mm的粘带钎料，将粘带钎料贴至涡流器本体的待钎焊处，采用刀片将非钎焊面钎料刮除干净，具体如图5所示。钎料添加主要是通过涡流器本体与文氏管的钎焊配合间隙控制，而目前的钎焊工艺是直接从涡流器本体和文氏管的端面间隙处添加钎料，钎料无法完美地填充涡流器本体和文氏管的对接面，从而导致钎焊效果较差。而本发明通过在钎焊面预置钎料，钎料完美地填充了涡流器本体和文氏管的对接面，保证了钎料能够在涡流器本体与文氏管斜向对接面、内部对接面形成饱满的钎缝及钎角。同时，为了避免对接面钎料过多导致内部形成焊瘤，以及考虑到钎缝强度问题，选择0.1mm～0.15mm厚的粘带钎料，钎焊后钎缝厚度约0.04mm-0.06mm，钎缝强度较好。

2、然后，将涡流器本体装入同轴定位环的圆形镂空凸台上，通过控制同轴定位环的加工精度使得圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体之间的间隙为0.01mm～0.02mm，具体如图6所示。

3、再将文氏管装入同轴定位环的圆形镂空凸台上，通过控制同轴定位环的加工精度使得圆形镂空凸台的内圆面与涡流器本体之间的间隙为0.01mm～0.02mm。

4、再将压板置于文氏管上方，拧紧锁紧螺母，保证文氏管端面不高于涡流器本体端面，具体如图7所示。

5、然后，采用激光对位于压板的半圆弧槽区域内的涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊，具体如图8所示。

6、松开锁紧螺母并拆卸压板，取出涡流器，为保证钎焊成型美观，流道面不形成焊瘤，采用管式加料机在涡流器本体与文氏管形成的端面缝隙处整圈添加直径约φ0.8mm-φ1.2mm粗的钎料，具体如图9所示，可保证端面焊缝完美成型及涡流器流道内没有焊瘤形成，而钎缝处最终高出端面的钎料可通过磨削方式去除。

7、在涡流器端面上离钎缝1mm外的部位一圈刷阻流剂进行防护，阻流剂刷完后将放入烘箱中烘干。

8、将涡流器端面朝下放置放入真空炉进行钎焊，达到预设钎焊时间后取出钎焊好的涡流器。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡流器真空钎焊夹具，所述涡流器包括涡流器本体和文氏管，其特征在于，包括底座、同轴定位环、压板和锁紧件，所述同轴定位环设置在所述底座上并与其紧固连接，所述同轴定位环用于安装涡轮器本体和文氏管并保证两者的同轴度满足要求，所述压板在涡轮器本体和文氏管安装到所述同轴定位环上后放置到文氏管上以对文氏管均匀施加压力，所述锁紧件设置在所述压板的上方并用于对压板施加向下的压力，以保证文氏管端面不高于涡流器本体端面。

2.如权利要求1所述的涡流器真空钎焊夹具，其特征在于，所述同轴定位环包括一圆形镂空凸台，所述圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体间隙配合，所述圆形镂空凸台的内圆面与文氏管间隙配合。

3.如权利要求2所述的涡流器真空钎焊夹具，其特征在于，所述圆形镂空凸台的外圆面与涡流器本体之间的间隙、所述圆形镂空凸台的内圆面与文氏管之间的间隙均为0.01～0.02，所述圆形镂空凸台的内、外圆柱面的同轴度小于等于0.005。

4.如权利要求2所述的涡流器真空钎焊夹具，其特征在于，所述同轴定位环与底座一体成型制成；或者，所述同轴定位环与底座分体设计，所述底座呈山字型结构，所述同轴定位环紧密套设在底座的中间凸起上，所述同轴定位环的外圆面上开设有对称分布的定位槽，所述底座上对应定位槽的位置处开设有定位孔，通过螺钉与定位孔和定位槽螺纹配合实现所述同轴定位环与所述底座的紧固连接。

5.如权利要求1所述的涡流器真空钎焊夹具，其特征在于，所述压板的外圆面上开设有多个半圆弧槽，以便于激光定位点焊时进行基准定位。

6.一种涡流器真空钎焊方法，其特征在于，采用如权利要去1～5任一项所述的涡流器真空钎焊夹具，其特征在于，包括以下内容：

在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料，并将非钎焊面上的钎料去除干净；

将涡流器本体和文氏管先后装入同轴定位环上，将压板置于文氏管上，并拧紧锁紧件，保证文氏管端面不高于涡流器本体端面；

采用激光对涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊；

松开锁紧件并拆下压板，取出涡流器，并在涡流器本体和文氏管形成的缝隙处整圈添加钎料；

将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊。

7.如权利要求6所述的涡流器真空钎焊方法，其特征在于，所述在涡流器本体的钎焊面上贴一层粘带钎料并将非钎焊面上的钎料去除干净的过程具体为：

根据涡流器本体钎焊面的形状，剪取比钎焊面形状大2mm～3mm、厚度为0.1mm～0.15mm的粘带钎料，将粘带钎料贴至涡流器本体待钎焊处，采用刀片将非钎焊面钎料刮除干净。

8.如权利要求6所述的涡流器真空钎焊方法，其特征在于，所述采用激光对涡流器本体与文氏管的缝隙处进行点焊的过程中以压板上的半圆弧槽为定位进行点焊。

9.如权利要求6所述的涡流器真空钎焊方法，其特征在于，所述在涡流器本体和文氏管形成的缝隙处整圈添加钎料的过程具体为：

采用管式加料机在涡流器本体与文氏管形成的缝隙处整圈添加直径为φ0.8mm-φ1.2mm的钎料。

10.如权利要求6所述的涡流器真空钎焊方法，其特征在于，在将涡流器端面朝下放入真空炉内进行钎焊之前还包括以下内容：

在涡流器端面离钎缝1mm外的部位刷阻流剂进行防护，阻流剂刷完后将涡流器放入烘箱中烘干。

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