CN115647822A - 一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，包括底座，所述底座的顶部安装有打磨台，所述打磨台的顶部安装有支撑板，所述支撑板的底部顶壁安装有对称布置的连接板，所述承载板的顶部安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端安装有往复丝杆，所述滑套的外表面安装有储物箱，所述储物箱的底壁安装有转动电机；所述转动电机的输出端贯穿储物箱的顶部安装有置物块，所述置物块的外表面套接有打磨套，所述打磨套的外表面套接有限位环。本发明通过设置有底座、置物块、打磨套和限位环，在使用该扩散焊装置前，通过限位环和置物块的嵌合来将打磨套固定在置物块的表面，接着根据需要将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2。

Description

一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及扩散焊技术领域，具体为一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置及其使用方法。

背景技术

多层铝板带空腔结构的大型铝合金焊接，目前，多层板铝合金扩散焊的界面焊合线是其扩散焊界面的共性缺陷，直接导致接头虚连接，接头强度远低于母材，塑性韧性降低，其本质原因有两点，第一，待焊母材焊前二次氧化，第二，针对大型带型腔结构的空腔位置，由于空腔下部无法给予支撑，导致焊接压力不足，无法破碎表面氧化物，焊接质量严重降低，常规解决办法为空腔位置加支撑，分批次焊接，但该过程在二次焊接时，由于一次焊接完，对焊后的母材造成了不可逆的热损伤，导致其晶粒长大，整体硬度降低，在于下板在二次焊接时，出现界面变形分配不均匀，变形集中于较软的一次焊件中，下层板的界面变形不足，容易导致虚连接，存在一定的缺陷。

现有的扩散焊装置存在的缺陷是：

1、专利文件，涉及扩散焊装置结构技术领域，它包含上石墨块、下石墨块、固定板、左固定夹、右固定夹，其中上石墨块设置在下石墨块的上方，且上石墨块、下石墨块相对的面均光滑设置，下石墨块的左右两侧固定设置有固定板，产品夹设在上石墨块和下石墨块之间，产品的左侧设置有左固定夹，且左固定夹的下端设置在下石墨块和其左侧的固定板之间，产品的右侧设置有右固定夹，且右固定夹的下端设置在下石墨块和其右侧的固定板之间；其将上、下石墨块上用于定位产品的台阶取消，使得上、下石墨块与产品的接触面为平面，新增固定夹用以固定产品，使得产品受压的时候为固定夹受力，上、下石墨块不受力，有效地保护了上、下石墨块，增加了其使用寿命，减小了使用成本，但是上述公开文件中的扩散焊装置主要考虑如何减小使用成本，并没有考虑到现有的铝合金空腔结构在进行二次复合扩散焊时并未对铝合金进行焊前处理，不利于提高焊接效果；

2、专利文件，涉及一种具有尺寸适应性的开放式扩散焊装置，属于焊接设备领域。扩散焊试样A、B安装在X向工作台A、B上，X向工作台A、B安装在底座上；感应线圈安装在Z向工作台上，热电偶夹具和保护气体喷嘴夹具分别固定在Z向工作台上，Z向工作台固定在Y向工作台上，Y向工作台安装在底座上，通过X向工作台A、B的移动实现扩散焊试样A、B待焊面的紧密接触并施加焊接压力，再通过Y向工作台和滑块C的移动调整感应线圈的位置，从而在开启保护气体和感应电源后实现扩散焊连接。优点在于：不受空间限制，可以满足不同尺寸试样的扩散焊要求；操作精度高，可以保证较好的焊接质量；同时，还能大幅度提高生产效率，降低成本，但是上述公开文件中的扩散焊装置主要考虑如何提高焊接质量和生产效率，并没有考虑到现有的铝合金在清洗时效率较低的问题，实用性较差；

3、专利文件，公开了一种用于真空扩散焊接的装置及其应用结构，包括上压板和下压板，上压板下方特定位置可拆卸地压紧固定过渡板，下压板上方与过渡板相对应的位置可拆卸地固定设置加热板，固定过渡板和加热板之间能够放置待焊工件，上压板和下压板的周边间隔的相对应位置设置能够贯穿连接螺栓的螺纹，上压板和下压板能够通过适配螺母的紧固螺钉将待焊工件在过渡板和加热板之间固定压紧。本实用新型适于加工大型零件，使生产率提高，成本降低，单位产品能耗下降，成效更显著；同时由于采用专用夹具，真空扩散焊装置大为简化，但是上述公开文件中的扩散焊装置主要考虑如何提高焊接效率，并没有考虑到现有的铝合金空腔结构在进行二次复合扩散焊后的焊接质量较差的问题；

4、专利文件，涉及一种用于扩散焊设备的加压装置及扩散焊设备，其中，加压装置包括压杆、压头，压头包括由上至下依次连接的冷却层、隔热层和抗压层，冷却层与压杆的下端连接，压杆内设有进水管道、出水管道，冷却层内设有水冷流道，进水管道的一端与水冷流道的进水口连接，出水管道的一端与水冷流道的出水口连接，进水管道和出水管道的另一端分别与循环水冷却器连接，抗压层内设有多个安装孔，每个安装孔内设有加热器；扩散焊设备包括机架、液压油缸、真空室、压座和如上所述的加压装置。本实用新型结构简单、能够实现对压头降温、延长其使用寿命，但是上述公开文件中的扩散焊装置主要考虑如何提高压头的使用寿命，并没有考虑到现有的扩散焊装置在使用时灵活性较差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，包括底座，所述底座的顶部安装有打磨台，所述打磨台的底壁安装有对称布置的液压推杆一，两组所述液压推杆一的输出端贯穿打磨台的顶部安装有置物板；

所述打磨台的顶部安装有支撑板，所述支撑板的底部顶壁安装有对称布置的连接板，其中一组所述连接板的一侧外壁安装有承载板，所述承载板的顶部安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端安装有往复丝杆，所述往复丝杆的外表面套接有滑套，所述滑套的外表面安装有储物箱，所述储物箱的底壁安装有转动电机；

所述转动电机的输出端贯穿储物箱的顶部安装有置物块，所述置物块的外表面套接有打磨套，所述打磨套的外表面套接有限位环。

优选的，所述底座的顶部安装有两组对称布置的支撑柱，四组支撑柱的顶部安装有清洗框，清洗框的内表面安装有三组等距布置的隔板，清洗框和三组隔板相互靠近的表面均贯穿设置有凹槽，且凹槽呈半圆状，清洗框的一侧外壁安装有衔接板一，衔接板一的顶部安装有电动打气泵，电动打气泵的输出端安装有输气管，清洗框的一侧内壁贯穿设置有限位孔，输气管的一端安装有连接块，且连接块为中空结构，连接块的外表面贯穿设置有均匀布置的出气孔，连接块位于清洗框的内部，清洗框的底壁安装有对称布置的电加热器，且电加热器位于连接块的侧下方，清洗框和三组隔板相互靠近的表面均安装有超声波换能器。

优选的，所述底座的顶部安装有扩散焊炉主体，扩散焊炉主体的顶壁安装有液压推杆二，液压推杆二的输出端安装有压头，扩散焊炉主体的底壁安装有置物台，扩散焊炉主体的内壁安装有隔热板，且隔热板位于液压推杆二的一侧，隔热板的一侧外壁贯穿设置有槽口和对称布置的连接孔，扩散焊炉主体的一侧内壁安装有电动推杆，电动推杆的输出端安装有衔接块，衔接块的一侧外壁安装有海绵擦，海绵擦的一端安装有密封垫，且密封垫的尺寸大于槽口的尺寸，海绵擦位于槽口的内侧，密封垫的一侧外壁安装有前后布置的密封条，且密封条与连接孔相嵌合。

优选的，所述隔热板的一侧外壁安装有衔接板三，衔接板三的顶部安装有储液箱，扩散焊炉主体的外表面安装有进液管，进液管的内表面嵌合安装有密封塞，进液管的一端贯穿扩散焊炉主体的顶壁与储液箱的顶部相连接，储液箱的底部贯穿衔接板三的顶壁安装有出液管，出液管的外表面安装有电子阀门二，出液管位于海绵擦的正上方。

优选的，所述支撑板呈“L”字形，支撑板位于置物板的后方，往复丝杆的一端通过轴件与另一组连接板的一侧外壁相连接，通过限位环与置物块的嵌合来将打磨套固定在置物块的外表面，往复丝杆能够带动滑套上的储物箱沿着水平方向来回移动；

清洗框位于打磨台的后方，电加热器位于其中一组隔板和清洗框的中间，限位孔位于凹槽的下方，输气管位于限位孔的内侧；

扩散焊炉主体位于清洗框的后方，电动推杆能够带动海绵擦沿着水平方向移动，使得密封垫能够随着海绵擦地移动而与槽口贴合或分离，海绵擦位于在移动时位于置物台的上方，密封垫位于两组密封条的中间。

优选的，所述清洗框的底部设置有四组等距布置的排水管，排水管的外表面安装有电子阀门一，其中两组凹槽的内部均放置有卡套，且卡套呈半圆结构，两组卡套的外表面均安装有握球，两组卡套的底部安装有储物网框，且储物网框位于清洗框和其中一组隔板的中间，储物网框位于超声波换能器的内侧，储物网框位于连接块的上方。

优选的，所述扩散焊炉主体的一侧外壁通过合页安装有密封盖，密封盖的一侧外壁安装有拉环，扩散焊炉主体的背面安装有衔接板二，衔接板二的顶部安装有真空泵，真空泵的输出端安装有抽气管，扩散焊炉主体的外表面安装有连接管，且连接管位于进液管的侧后方，抽气管的一端与连接管的一端相连接。

优选的，所述密封盖的内表面和隔热板的另一侧外壁均安装有电加热板，隔热板上的电加热板位于槽口的上方，底座的顶部安装有称重台，且称重台位于打磨台的一侧，称重台的顶部安装有电子秤和对称布置的置物圈座，置物圈座的内部放置有储样瓶，电子秤位于两组置物圈座的中间。

优选的，该扩散焊装置的工作步骤如下：

S1、焊前表面机械打磨，首先根据需要将铝合金待焊表面放置在置物板上，并启动连接板上的伺服电机，接着就能够带动往复丝杆转动，使得储物箱能够在滑套的作用下沿着水平方向移动，接着启动储物箱内的转动电机，从而能够带动置物块转动，接着启动液压推杆一，然后就能够根据需要通过打磨套来将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2；

S2、Al-Mg中间层预制，根据需要将制备的原料放置在置物圈座中的储样瓶内，并通过电子秤来称量不同配比的合金元素，其中Mg元素的原子比分别为1.5％，2.5％，3.5％；

S3、焊前清洗工艺，将铝合金板材、空腔结构件、中间层金属放入储物网框中，接着根据需要手握握球，并将卡套放置在凹槽的内部，接着就能够将储物网框放置在由清洗框和隔板所形成的空间内；

S4、清洗完毕后，根据需要拉动拉环，接着就能够将密封盖打开，然后将工件放置在置物台上，其中压头和置物台与工件之间铺设焊层云母，并在各工件中间放置上制备好的Al-Mg二元合金，使得工件层板之间叠加；

优选的，在所述步骤S2中，还包括如下步骤：

S21、待原料配比完成后，利用感应熔炼的方法，制作Al-Mg二元合金，并对制作完成的Al-Mg二元合金进行560℃均匀化退火操作，保温20h，线切割切至5mm，上下表面打磨后，轧制成厚度为200μm的Al-Mg二元合金；

在所述步骤S3中，还包括如下步骤：

S31、首先用无水乙醇清洗表面油污，并往相对应的清洗框和隔板所形成的空间内倒入10％的氢氧化钠溶液，然后启动衔接板一上的电动打气泵，接着就能够通过输气管输送空气，并通过连接块上的出气孔来吹出空气，从而在放置有无水乙醇和氢氧化钠的混合液中出现气泡，从而达到混合均匀的效果；

S32、接着启动电加热器，50℃下，清洗60s，随后将储物网框放入第二组由清洗框和隔板所形成的空间内，并用水清洗表面，接着放入第三组空间内，启动超声波换能器，利用稀盐酸溶液酸洗20s，水洗后，最后将储物网框放置最后一组由清洗框和隔板所形成的空间内，并根据需要放入适量的酒精溶液，超声波清洗五分钟；

在所述步骤S4中，还包括如下步骤：

S41、然后通过进液管往储液箱内倒入适量的氢化物，接着打开电子阀门二，使得氢化物能够通过出液管滴落在海绵擦的表面，并被海绵擦所吸收，接着启动电动推杆，然后在衔接块的作用下带动海绵擦移动，并使得密封垫上的密封条不再与连接孔相嵌合，接着吸附有氢化物的海绵擦会从槽口内移出，并将氢化物均匀地涂抹在工件待焊表面；

S42、涂抹好氢化物以后，关闭密封盖，使得扩散焊炉主体的内部为密封状态，接着启动衔接板二上的真空泵，并通过抽气管和连接管来对炉腔抽真空，当真空度降低至5×10-3Pa时，开启电加热板加热，当工件温度达到400℃时，保温三十分钟后继续升温至500、520、530℃，保温1、1.5、2h，并启动液压推杆二施加焊接压力2、3、4MPa，随后卸掉压力随炉冷却至室温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过安装有底座、液压推杆一、伺服电机、往复丝杆、储物箱、转动电机、置物块、打磨套和限位环，在使用该扩散焊装置前，首先根据需要在置物块的表面套上打磨套，并将限位环套在置物块的表面，从而起到一定的限位作用，接着就能将打磨套固定在置物块上，然后将需要进行焊接的铝合金放置在置物板上，并启动伺服电机，从而带动往复丝杆转动，接着就能够在滑套的作用下带动储物箱沿着水平方向移动，然后根据需要启动转动电机，接着就能够带动置物块转动，与此同时，启动液压推杆一，接着就能够带动置物板上的铝合金向上移动，使得打磨套能够将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2。

2、本发明通过安装有清洗框、隔板、电动打气泵、限位孔、出气孔超声波换能器和电加热器，首先将输气管的一端穿过限位孔的内部，并将连接块拧在输气管的一端，使得连接块能够被放置在第一组由隔板和清洗框所组成的空间内，接着根据需要往第一组空间内倒入无水乙醇和10％氢氧化钠溶液，接着启动电动打气泵来使得连接块上的出气孔能够通气，接着就能够将无水乙醇和10％氢氧化钠溶液混合均匀，使得混合溶液能够清洗铝合金表面的油污，随后将储物网框放入第二组空间内，并用水清洗表面，接着放入第三组空间内，启动超声波换能器，利用稀盐酸溶液酸洗20s，水洗后，最后将储物网框放置最后一组空间内，并根据需要放入适量的酒精溶液，超声波清洗五分钟，从而在一定程度上能够提高铝合金表面处理清洗的效率。

3、本发明通过安装有扩散焊炉主体、液压推杆二、压头、槽口、隔热板、密封垫、密封条、海绵擦和电动推杆，在焊接前，首先将待焊组件放置在置物台上，接着启动电动推杆，从而能带动海绵擦沿着水平方向移动，接着就能够带动密封垫不再与槽口贴合，并使得密封条能够与连接孔分离，然后就能够通过海绵擦来将氢化物均匀地涂抹在待焊工件的表面，通过高温下氢化物分解来消除氧化物，能够提高焊接的质量以及可靠性。

4、本发明通过安装有衔接板三、储液箱、进液管、密封塞、出液管、电加热板和电子阀门二，在涂抹氰化物前，根据需要打开密封塞，并通过进液管往储液箱内倒入适量的氢化物，接着打开电子阀门二，使得储液箱内的氢化物能够通过出液管滴落在海绵擦的表面，从而在一定程度上能够提高后续涂抹氢化物的便捷性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的支撑板的组装结构示意图；

图3为本发明的储物箱的组装结构示意图；

图4为本发明的储物网框的组装结构示意图；

图5为本发明的扩散焊炉主体的平面组装结构示意图；

图6为本发明的衔接板三的平面组装结构示意图；

图7为本发明的液压推杆一和置物板的平面组装结构示意图；

图8为本发明的清洗框的平面组装结构示意图；

图9为本发明的工作流程图；

图10为本发明铝合金工件装配图。

图中：1、底座；2、打磨台；3、液压推杆一；4、置物板；5、支撑板；6、连接板；7、承载板；8、伺服电机；9、往复丝杆；10、滑套；11、储物箱；12、转动电机；13、置物块；14、打磨套；15、限位环；16、支撑柱；17、清洗框；18、隔板；19、凹槽；20、衔接板一；21、电动打气泵；22、输气管；23、限位孔；24、连接块；25、出气孔；26、超声波换能器；27、电加热器；28、排水管；29、电子阀门一；30、卡套；31、握球；32、储物网框；33、扩散焊炉主体；34、密封盖；35、拉环；36、衔接板二；37、真空泵；38、抽气管；39、连接管；40、液压推杆二；41、压头；42、置物台；43、连接孔；44、槽口；45、隔热板；46、密封垫；47、密封条；48、海绵擦；49、电动推杆；50、衔接板三；51、储液箱；52、进液管；53、密封塞；54、出液管；55、电加热板；56、电子阀门二；57、称重台。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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2、图3、图7和图9，本发明提供的一种实施例：一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，包括底座1和限位环15，底座1的顶部安装有打磨台2，打磨台2的底壁安装有对称布置的液压推杆一3，两组液压推杆一3的输出端贯穿打磨台2的顶部安装有置物板4，打磨台2的顶部安装有支撑板5，支撑板5的底部顶壁安装有对称布置的连接板6，其中一组连接板6的一侧外壁安装有承载板7，承载板7的顶部安装有伺服电机8，伺服电机8的输出端安装有往复丝杆9，往复丝杆9的外表面套接有滑套10，滑套10的外表面安装有储物箱11，储物箱11的底壁安装有转动电机12，转动电机12的输出端贯穿储物箱11的顶部安装有置物块13，置物块13的外表面套接有打磨套14，打磨套14的外表面套接有限位环15，支撑板5呈“L”字形，支撑板5位于置物板4的后方，往复丝杆9的一端通过轴件与另一组连接板6的一侧外壁相连接，通过限位环15与置物块13的嵌合来将打磨套14固定在置物块13的外表面，往复丝杆9能够带动滑套10上的储物箱11沿着水平方向来回移动。

进一步，在使用该扩散焊装置前，首先通过限位环15和置物块13的嵌合来将打磨套14固定在置物块13上，接着就能将打磨套14固定在置物块13上，然后将需要进行焊接的铝合金放置在置物板4上，并启动承载板7上的伺服电机8，从而带动往复丝杆9转动，接着就能够在滑套10的作用下带动储物箱11在两组连接板6之间水平移动，然后根据需要启动储物箱11内的转动电机12，接着就能够带动置物块13转动，与此同时，启动液压推杆一3，接着就能够带动置物板4上的铝合金向上移动，使得打磨套14能够将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2，从而在一定程度上能够通过焊前处理铝合金表面来提高后续焊接的质量。

请参阅图4和图8，本发明提供的一种实施例：一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，包括支撑柱16和储物网框32，底座1的顶部安装有两组对称布置的支撑柱16，四组支撑柱16的顶部安装有清洗框17，清洗框17的内表面安装有三组等距布置的隔板18，清洗框17和三组隔板18相互靠近的表面均贯穿设置有凹槽19，且凹槽19呈半圆状，清洗框17的一侧外壁安装有衔接板一20，衔接板一20的顶部安装有电动打气泵21，电动打气泵21的输出端安装有输气管22，清洗框17的一侧内壁贯穿设置有限位孔23，输气管22的一端安装有连接块24，且连接块24为中空结构，连接块24的外表面贯穿设置有均匀布置的出气孔25，连接块24位于清洗框17的内部，清洗框17的底壁安装有对称布置的电加热器27，且电加热器27位于连接块24的侧下方，清洗框17和三组隔板18相互靠近的表面均安装有超声波换能器26，清洗框17位于打磨台2的后方，电加热器27位于其中一组隔板18和清洗框17的中间，限位孔23位于凹槽19的下方，输气管22位于限位孔23的内侧，清洗框17的底部设置有四组等距布置的排水管28，排水管28的外表面安装有电子阀门一29，其中两组凹槽19的内部均放置有卡套30，且卡套30呈半圆结构，两组卡套30的外表面均安装有握球31，两组卡套30的底部安装有储物网框32，且储物网框32位于清洗框17和其中一组隔板18的中间，储物网框32位于超声波换能器26的内侧，储物网框32位于连接块24的上方。

进一步，首先将输气管22的一端穿过限位孔23的内部，并在输气管22的一端安装上连接块24，接着将连接块24放置在第一组由清洗框17和隔板18所形成的空间内，接着往第一组空间内倒入适量的无水乙醇以及10％的氢氧化钠溶液，启动超声波换能器26，然后启动衔接板一20上的电动打气泵21，接着就能够将空气通过输气管22输送进连接块24的内部，并通过出气孔25排出，使得无水乙醇以及10％氢氧化钠溶液能够在气流的带动下混合均匀接着手握握球31，接着就可以将储物网框32放置在第一组空间内，并使得卡套30能够位于凹槽19的内部，并启动电加热器27，使其能够加热至50℃，清洗60s，接着就能够将铝合金表面的油污清洗干净，随后将储物网框32放入第二组空间内，并用水清洗表面，接着放入第三组空间内，利用稀盐酸溶液酸洗20s，水洗后，最后将储物网框32放入第四组空间内，并根据需要放入适量的酒精溶液，超声波清洗五分钟，从而在一定程度上能够提高待焊物表面处理的效率，进而能够提高焊接质量。

请参阅图1图5、图6和图10，本发明提供的一种实施例：一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，包括液压推杆二40和称重台57，底座1的顶部安装有扩散焊炉主体33，扩散焊炉主体33的顶壁安装有液压推杆二40，液压推杆二40的输出端安装有压头41，扩散焊炉主体33的底壁安装有置物台42，扩散焊炉主体33的内壁安装有隔热板45，且隔热板45位于液压推杆二40的一侧，隔热板45的一侧外壁贯穿设置有槽口44和对称布置的连接孔43，扩散焊炉主体33的一侧内壁安装有电动推杆49，电动推杆49的输出端安装有衔接块，衔接块的一侧外壁安装有海绵擦48，海绵擦48的一端安装有密封垫46，且密封垫46的尺寸大于槽口44的尺寸，海绵擦48位于槽口44的内侧，密封垫46的一侧外壁安装有前后布置的密封条47，且密封条47与连接孔43相嵌合，扩散焊炉主体33位于清洗框17的后方，电动推杆49能够带动海绵擦48沿着水平方向移动，使得密封垫46能够随着海绵擦48的移动而与槽口44贴合或分离，海绵擦48位于在移动时位于置物台42的上方，密封垫46位于两组密封条47的中间，扩散焊炉主体33的一侧外壁通过合页安装有密封盖34，密封盖34的一侧外壁安装有拉环35，扩散焊炉主体33的背面安装有衔接板二36，衔接板二36的顶部安装有真空泵37，真空泵37的输出端安装有抽气管38，扩散焊炉主体33的外表面安装有连接管39，且连接管39位于进液管52的侧后方，抽气管38的一端与连接管39的一端相连接，隔热板45的一侧外壁安装有衔接板三50，衔接板三50的顶部安装有储液箱51，扩散焊炉主体33的外表面安装有进液管52，进液管52的内表面嵌合安装有密封塞53，进液管52的一端贯穿扩散焊炉主体33的顶壁与储液箱51的顶部相连接，储液箱51的底部贯穿衔接板三50的顶壁安装有出液管54，出液管54的外表面安装有电子阀门二56，出液管54位于海绵擦48的正上方，密封盖34的内表面和隔热板45的另一侧外壁均安装有电加热板55，隔热板45上的电加热板55位于槽口44的上方，底座1的顶部安装有称重台57，且称重台57位于打磨台2的一侧，称重台57的顶部安装有电子秤和对称布置的置物圈座，置物圈座的内部放置有储样瓶，电子秤位于两组置物圈座的中间。

进一步，首先根据需要将制备的原料放置在置物圈座中的储样瓶内，并通过电子秤来称量不同配比的合金元素，待原料配比完成后，利用感应熔炼的方法，制作Al-Mg二元合金，并对制作完成的Al-Mg二元合金进行560℃均匀化退火操作，保温20h，线切割切至5mm，上下表面打磨后，轧制成厚度为200μm的Al-Mg二元合金，然后通过进液管52往储液箱51内倒入适量的氢化物，并拧上密封塞53，接着打开电子阀门二56，使得氢化物能够通过出液管54滴落在海绵擦48的表面，并被海绵擦48所吸收，在此过程中，拉动拉环35，接着打开扩散焊炉主体33上的密封盖34，将工件放置在置物台42上，其中压头41和置物台42与工件之间铺设焊层云母，并在各工件中间放置上制备好的Al-Mg二元合金，使得工件层板之间叠加，接着启动电动推杆49，然后在衔接块的作用下带动海绵擦48移动，使得密封垫46上的密封条47不再与连接孔43相嵌合，接着吸附有氢化物的海绵擦48会从槽口44内移出，随着海绵擦48的移动，能够将氢化物均匀地涂抹在工件待焊表面，关闭密封盖34，使得扩散焊炉主体33的内部为密封状态，接着启动衔接板二36上的真空泵37，接着就能够通过抽气管38和连接管39来将扩散焊炉主体33内的空气抽尽，通过隔热板45的设置，能够降低加热过程中对海绵擦48的影响，当真空度降低至5×10-3Pa时，开启电加热板55加热，当工件温度达到400℃时，保温三十分钟后继续升温至500、520、530℃，保温1、1.5、2h，并启动液压推杆二40施加焊接压力2、3、4MPa，随后卸掉压力随炉冷却至室温，利用高温下，氢化物分解，实现接头界面的子还原反应，减弱甚至消除界面氧化物，在降低焊接温度的同时，实现界面的可靠连接。

进一步，该扩散焊装置的工作步骤如下：

S1、焊前表面机械打磨，首先根据需要将铝合金待焊表面放置在置物板4上，并启动连接板6上的伺服电机8，接着就能够带动往复丝杆9转动，使得储物箱11能够在滑套10的作用下沿着水平方向移动，接着启动储物箱11内的转动电机12，从而能够带动置物块13转动，接着启动液压推杆一3，然后就能够根据需要通过打磨套14来将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2；

S2、Al-Mg中间层预制，根据需要将制备的原料放置在置物圈座中的储样瓶内，并通过电子秤来称量不同配比的合金元素，其中Mg元素的原子比分别为1.5％，2.5％，3.5％；

S3、焊前清洗工艺，将铝合金板材、空腔结构件、中间层金属放入储物网框32中，接着根据需要手握握球31，并将卡套30放置在凹槽19的内部，接着就能够将储物网框32放置在由清洗框17和隔板18所形成的空间内；

S4、清洗完毕后，根据需要拉动拉环35，接着就能够将密封盖34打开，然后将工件放置在置物台42上，其中压头41和置物台42与工件之间铺设焊层云母，并在各工件中间放置上制备好的Al-Mg二元合金，使得工件层板之间叠加；

在步骤S2中，还包括如下步骤：

S21、待原料配比完成后，利用感应熔炼的方法，制作Al-Mg二元合金，并对制作完成的Al-Mg二元合金进行560℃均匀化退火操作，保温20h，线切割切至5mm，上下表面打磨后，轧制成厚度为200μm的Al-Mg二元合金；

在步骤S3中，还包括如下步骤：

S31、首先用无水乙醇清洗表面油污，并往相对应的清洗框17和隔板18所形成的空间内倒入10％的氢氧化钠溶液，然后启动衔接板一20上的电动打气泵21，接着就能够通过输气管22输送空气，并通过连接块24上的出气孔25来吹出空气，从而在放置有无水乙醇和氢氧化钠的混合液中出现气泡，从而达到混合均匀的效果；

S32、接着启动电加热器27，50℃下，清洗60s，随后将储物网框32放入第二组由清洗框17和隔板18所形成的空间内，并用水清洗表面，接着放入第三组空间内，启动超声波换能器26，利用稀盐酸溶液酸洗20s，水洗后，最后将储物网框32放置最后一组由清洗框17和隔板18所形成的空间内，并根据需要放入适量的酒精溶液，超声波清洗五分钟；

在步骤S4中，还包括如下步骤：

S41、然后通过进液管52往储液箱51内倒入适量的氢化物，接着打开电子阀门二56，使得氢化物能够通过出液管54滴落在海绵擦48的表面，并被海绵擦48所吸收，接着启动电动推杆49，然后在衔接块的作用下带动海绵擦48移动，并使得密封垫46上的密封条47不再与连接孔43相嵌合，接着吸附有氢化物的海绵擦48会从槽口44内移出，并将氢化物均匀地涂抹在工件待焊表面；

S42、涂抹好氢化物以后，关闭密封盖34，使得扩散焊炉主体33的内部为密封状态，接着启动衔接板二36上的真空泵37，并通过抽气管38和连接管39来对炉腔抽真空，当真空度降低至5×10-3Pa时，开启电加热板55加热，当工件温度达到400℃时，保温三十分钟后继续升温至500、520、530℃，保温1、1.5、2h，并启动液压推杆二40施加焊接压力2、3、4MPa，随后卸掉压力随炉冷却至室温。

工作原理：首先根据需要将铝合金待焊表面放置在置物板4上，并启动伺服电机8，带动往复丝杆9转动，使得储物箱11能够在滑套10的作用下沿着水平方向移动，接着启动储物箱11内的转动电机12，接着启动液压推杆一3，然后就能够根据需要通过打磨套14来将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2，接着根据需要将原料放置在储样瓶内，并通过电子秤来称量不同配比的合金元素，其中Mg元素的原子比分别为1.5％，2.5％，3.5％，待原料配比完成后，利用感应熔炼的方法，制作Al-Mg二元合金；

接着将铝合金板材、空腔结构件、中间层金属放入储物网框32中，并将储物网框32放置在第一组由清洗框17和隔板18所形成的空间内，接着倒入无水乙醇清洗表面油污，并往第一组空间内倒入10％的氢氧化钠溶液，然后启动电动打气泵21，通过输气管22输送空气，并通过连接块24上的出气孔25来吹出空气，使得无水乙醇和氢氧化钠的混合液中出现气泡，从而能够将无水乙醇和氢氧化钠混合均匀，接着启动电加热器27，加热至50℃，清洗60s，随后将储物网框32放入第二组空间内，并用水清洗表面，接着放入第三组空间内，启动超声波换能器26，利用稀盐酸溶液酸洗20s，水洗后，最后将储物网框32放置最后一组空间内，并根据需要放入适量的酒精溶液，清洗五分钟；

清洗完毕后，根据需要拉动拉环35，接着就能够将密封盖34打开，然后将工件放置在置物台42上，并在各工件中间放置上制备好的Al-Mg二元合金，使得工件层板之间叠加，接着启动电动推杆49，然后带动海绵擦48移动，并使得密封垫46上的密封条47不再与连接孔43相嵌合，接着就能够通过电动推杆49推动海绵擦48来将氢化物均匀地涂抹在工件待焊表面；

涂抹好氢化物以后，关闭密封盖34，使得扩散焊炉主体33的内部为密封状态，并通过真空泵37来将扩散焊炉主体33内部空气抽尽，接着开启电加热板55，并启动液压推杆二40，从而能够通过压头41来对被焊工件施加压力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部安装有打磨台(2)，所述打磨台(2)的底壁安装有对称布置的液压推杆一(3)，两组所述液压推杆一(3)的输出端贯穿打磨台(2)的顶部安装有置物板(4)；

所述打磨台(2)的顶部安装有支撑板(5)，所述支撑板(5)的底部顶壁安装有对称布置的连接板(6)，其中一组所述连接板(6)的一侧外壁安装有承载板(7)，所述承载板(7)的顶部安装有伺服电机(8)，所述伺服电机(8)的输出端安装有往复丝杆(9)，所述往复丝杆(9)的外表面套接有滑套(10)，所述滑套(10)的外表面安装有储物箱(11)，所述储物箱(11)的底壁安装有转动电机(12)；

所述转动电机(12)的输出端贯穿储物箱(11)的顶部安装有置物块(13)，所述置物块(13)的外表面套接有打磨套(14)，所述打磨套(14)的外表面套接有限位环(15)。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述底座(1)的顶部安装有两组对称布置的支撑柱(16)，四组支撑柱(16)的顶部安装有清洗框(17)，清洗框(17)的内表面安装有三组等距布置的隔板(18)，清洗框(17)和三组隔板(18)相互靠近的表面均贯穿设置有凹槽(19)，且凹槽(19)呈半圆状，清洗框(17)的一侧外壁安装有衔接板一(20)，衔接板一(20)的顶部安装有电动打气泵(21)，电动打气泵(21)的输出端安装有输气管(22)，清洗框(17)的一侧内壁贯穿设置有限位孔(23)，输气管(22)的一端安装有连接块(24)，且连接块(24)为中空结构，连接块(24)的外表面贯穿设置有均匀布置的出气孔(25)，连接块(24)位于清洗框(17)的内部，清洗框(17)的底壁安装有对称布置的电加热器(27)，且电加热器(27)位于连接块(24)的侧下方，清洗框(17)和三组隔板(18)相互靠近的表面均安装有超声波换能器(26)。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述底座(1)的顶部安装有扩散焊炉主体(33)，扩散焊炉主体(33)的顶壁安装有液压推杆二(40)，液压推杆二(40)的输出端安装有压头(41)，扩散焊炉主体(33)的底壁安装有置物台(42)，扩散焊炉主体(33)的内壁安装有隔热板(45)，且隔热板(45)位于液压推杆二(40)的一侧，隔热板(45)的一侧外壁贯穿设置有槽口(44)和对称布置的连接孔(43)，扩散焊炉主体(33)的一侧内壁安装有电动推杆(49)，电动推杆(49)的输出端安装有衔接块，衔接块的一侧外壁安装有海绵擦(48)，海绵擦(48)的一端安装有密封垫(46)，且密封垫(46)的尺寸大于槽口(44)的尺寸，海绵擦(48)位于槽口(44)的内侧，密封垫(46)的一侧外壁安装有前后布置的密封条(47)，且密封条(47)与连接孔(43)相嵌合。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述隔热板(45)的一侧外壁安装有衔接板三(50)，衔接板三(50)的顶部安装有储液箱(51)，扩散焊炉主体(33)的外表面安装有进液管(52)，进液管(52)的内表面嵌合安装有密封塞(53)，进液管(52)的一端贯穿扩散焊炉主体(33)的顶壁与储液箱(51)的顶部相连接，储液箱(51)的底部贯穿衔接板三(50)的顶壁安装有出液管(54)，出液管(54)的外表面安装有电子阀门二(56)，出液管(54)位于海绵擦(48)的正上方。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述支撑板(5)呈“L”字形，支撑板(5)位于置物板(4)的后方，往复丝杆(9)的一端通过轴件与另一组连接板(6)的一侧外壁相连接，通过限位环(15)与置物块(13)的嵌合来将打磨套(14) 固定在置物块(13)的外表面，往复丝杆(9)能够带动滑套(10)上的储物箱(11)沿着水平方向来回移动；

清洗框(17)位于打磨台(2)的后方，电加热器(27)位于其中一组隔板(18)和清洗框(17)的中间，限位孔(23)位于凹槽(19)的下方，输气管(22)位于限位孔(23)的内侧；

扩散焊炉主体(33)位于清洗框(17)的后方，电动推杆(49)能够带动海绵擦(48)沿着水平方向移动，使得密封垫(46)能够随着海绵擦(48)的移动而与槽口(44)贴合或分离，海绵擦(48)位于在移动时位于置物台(42)的上方，密封垫(46)位于两组密封条(47)的中间。

6.根据权利要求2所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述清洗框(17)的底部设置有四组等距布置的排水管(28)，排水管(28)的外表面安装有电子阀门一(29)，其中两组凹槽(19)的内部均放置有卡套(30)，且卡套(30)呈半圆结构，两组卡套(30)的外表面均安装有握球(31)，两组卡套(30)的底部安装有储物网框(32)，且储物网框(32)位于清洗框(17)和其中一组隔板(18)的中间，储物网框(32)位于超声波换能器(26)的内侧，储物网框(32)位于连接块(24)的上方。

7.根据权利要求4所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述扩散焊炉主体(33)的一侧外壁通过合页安装有密封盖(34)，密封盖(34)的一侧外壁安装有拉环(35)，扩散焊炉主体(33)的背面安装有衔接板二(36)，衔接板二(36)的顶部安装有真空泵(37)，真空泵(37)的输出端安装有抽气管(38)，扩散焊炉主体(33)的外表面安装有连接管(39)，且连接管(39)位于进液管(52)的侧后方，抽气管(38)的一端与连接管(39)的一端相连接。

8.根据权利要求7所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置，其特征在于：所述密封盖(34)的内表面和隔热板(45)的另一侧外壁均安装有电加热板(55)，隔热板(45)上的电加热板(55)位于槽口(44)的上方，底座(1)的顶部安装有称重台(57)，且称重台(57)位于打磨台(2)的一侧，称重台(57)的顶部安装有电子秤和对称布置的置物圈座，置物圈座的内部放置有储样瓶，电子秤位于两组置物圈座的中间。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置的使用方法，其特征在于，该扩散焊装置的工作步骤如下：

S1、焊前表面机械打磨，首先根据需要将铝合金待焊表面放置在置物板(4)上，并启动连接板(6)上的伺服电机(8)，接着就能够带动往复丝杆(9)转动，使得储物箱(11)能够在滑套(10)的作用下沿着水平方向移动，接着启动储物箱(11)内的转动电机(12)，从而能够带动置物块(13)转动，接着启动液压推杆一(3)，然后就能够根据需要通过打磨套(14)来将铝合金的待焊表面打磨至粗糙度Ra0.2；

S2、Al-Mg中间层预制，根据需要将制备的原料放置在置物圈座中的储样瓶内，并通过电子秤来称量不同配比的合金元素，其中Mg元素的原子比分别为1.5％，2.5％，3.5％；

S3、焊前清洗工艺，将铝合金板材、空腔结构件、中间层金属放入储物网框(32)中，接着根据需要手握握球(31)，并将卡套(30)放置在凹槽(19)的内部，接着就能够将储物网框(32)放置在由清洗框(17)和隔板(18)所形成的空间内；

S4、清洗完毕后，根据需要拉动拉环(35)，接着就能够将密封盖(34)打开，然后将工件放置在置物台(42)上，其中压头(41)和置物台(42)与工件之间铺设焊层云母，并在各工件中间放置上制备好的Al-Mg二元合金，使得工件层板之间叠加。

10.根据权利要求9所述的一种铝合金空腔结构件二次复合扩散焊装置的使用方法，其特征在于，在所述步骤S2中，还包括如下步骤：

S21、待原料配比完成后，利用感应熔炼的方法，制作Al-Mg二元合金，并对制作完成的Al-Mg二元合金进行560℃均匀化退火操作，保温20h，线切割切至5mm，上下表面打磨后，轧制成厚度为200μm的Al-Mg二元合金；

在所述步骤S3中，还包括如下步骤：

S31、首先用无水乙醇清洗表面油污，并往相对应的清洗框(17)和隔板(18)所形成的空间内倒入10％的氢氧化钠溶液，然后启动衔接板一(20)上的电动打气泵(21)，接着就能够通过输气管(22)输送空气，并通过连接块(24)上的出气孔(25)来吹出空气，从而在放置有无水乙醇和氢氧化钠的混合液中出现气泡，从而达到混合均匀的效果；

S32、接着启动电加热器(27)，50℃下，清洗60s，随后将储物网框(32)放入第二组由清洗框(17)和隔板(18)所形成的空间内，并用水清洗表面，接着放入第三组空间内，启动超声波换能器(26)，利用稀盐酸溶液酸洗20s，水洗后，最后将储物网框(32)放置最后一组由清洗框(17)和隔板(18)所形成的空间内，并根据需要放入适量的酒精溶液，超声波清洗五分钟；

在所述步骤S4中，还包括如下步骤：

S41、然后通过进液管(52)往储液箱(51)内倒入适量的氢化物，接着打开电子阀门二(56)，使得氢化物能够通过出液管(54)滴落在海绵擦(48)的表面，并被海绵擦(48)所吸收，接着启动电动推杆(49)，然后在衔接块的作用下带动海绵擦(48)移动，并使得密封垫(46)上的密封条(47)不再与连接孔(43)相嵌合，接着吸附有氢化物的海绵擦(48)会从槽口(44)内移出，并将氢化物均匀地涂抹在工件待焊表面；

S42、涂抹好氢化物以后，关闭密封盖(34)，使得扩散焊炉主体(33)的内部为密封状态，接着启动衔接板二(36)上的真空泵(37)，并通过抽气管(38)和连接管(39)来对炉腔抽真空，当真空度降低至5×10-3Pa时，开启电加热板(55)加热，当工件温度达到400℃时，保温三十分钟后继续升温至500、520、530℃，保温1、1.5、2h，并启动液压推杆二(40)施加焊接压力2、3、4MPa，随后卸掉压力随炉冷却至室温。

Images