CN116275448A - 基于位移控制的扩散焊接方法及焊接产品 - Google Patents

基于位移控制的扩散焊接方法及焊接产品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及扩散焊接技术领域，具体涉及一种基于位移控制的扩散焊接方法及焊接产品。所述基于位移控制的扩散焊接方法包括：对被焊接零件进行清洁和叠放，并置于扩散焊接炉内；对扩散焊接炉内抽真空或向扩散焊接炉内充入保护气体；被焊接零件达到扩散焊接温度时，对被焊接零件通过压头在i个位移时段Tm内施加梯度位移，压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数；将压头与被焊接零件脱离，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。本发明提供的基于位移控制的扩散焊接方法，焊接成型的产品质量高，质量稳定。

Description

基于位移控制的扩散焊接方法及焊接产品
技术领域
本发明涉及扩散焊接技术领域，具体涉及一种基于位移控制的扩散焊接方法及焊接产品。
背景技术
扩散焊指在真空或充满惰性气体的环境下，将紧密贴合的构件在一定温度与压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散形成连接的焊接方法。
为了实现焊接面原子间的相互扩散，焊接面需要完全贴合在一起。然而，实际上就算焊接结合的表面处理得再好，在微观层面下也是像山峰一样的起伏表面，焊接面之间总是存在微小的空隙，原子只能在贴合的地方相互扩散，无法跨过空隙进行扩散。为了解决此问题，如图1所示，现有的扩散焊方法采用压头物理加压的方式，通过施加一定的压力，使结合面产生一定的位移，从而紧紧贴合。对于不同的材料，不同的结构，需要控制不同的压力值以达到期望的焊接效果。然而，由于压力对扩散焊接过程来说是一个间接影响参数，在实际工艺过程中，对于不同的材料，不同的结构，很难找到一组最佳的压力曲线，经常出现欠压或者过压，导致焊接成型的产品质量较低，质量不稳定，甚至出现焊接不成功的状况。
因此，现有的采用压头物理加压方式的基于压力控制的扩散焊接方法焊接成型的产品质量较低，质量不稳定，亟需一种能够使得焊接成型的产品质量高，质量稳定的扩散焊方法。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中现有的采用压头物理加压的真空扩散焊方法焊接成型的产品质量较低，质量不稳定的缺陷，从而提供一种能够使得焊接成型的产品质量高，质量稳定的基于位移控制的扩散焊接方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的基于位移控制的扩散焊接方法，包括：
对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内；
对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa；
对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程通过压头在i个位移时段Tm内完成，所述压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数；
将压头与被焊接零件脱离，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。
可选的，每个所述位移时段Tm之后设置有保持时段Tk，压头在每个所述位移时段Tm移动Hi后在所述保持时段Tk内相对被焊接零件静止，其中，Tk满足10min≤Tk≤40min，k＝2i。
可选的，对被焊接零件施加梯度位移的过程中，所述压头至少经过3个所述位移时段Tm。
可选的，当i＝3时，3个所述位移时段Tm内需满足：
在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；
在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；
在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm。
当i＞3时，前4个位移时段Tm内需满足：
在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；
在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；
在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm；
在位移时段T4内，H4的取值范围为0.2mm≤H4≤0.4mm。
可选的，在位移时段T1内，压头的位移值H1满足0.05mm≤H1≤0.1mm，随后在保持时段K1静止，K1满足10min≤K1≤20min；
在位移时段T2内，压头的位移值H2满足0.1mm≤H2≤0.2mm，随后在保持时段K2静止，K2满足10min≤K2≤20min；
在位移时段T3内，压头的位移值H3满足0.15mm≤H3≤0.3mm，随后在保持时段K3静止，K3满足10min≤K3≤20min；
在位移时段T4内，压头的位移值H4满足0.2mm≤H4≤0.4mm，随后在保持时段K4静止，K4满足20min≤K4≤40min。
可选的，所述保护气体为氮气、氦气或氩气。
可选的，在将被焊接零件置于扩散焊接炉内后，对被焊接零件进行预压后，再对扩散焊接炉内抽真空或向扩散焊接炉内充入保护气体。
本发明还提供一种基于位移控制的扩散焊接装置，包括：
炉体，以及与所述炉体顶壁相连接的位移控制组件，所述位移控制组件适于带动压头移动，以实现如上述所述的基于位移控制的扩散焊接方法；
所述位移控制组件包括一个或多个滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的固定端与所述炉体相连接，所述滚珠丝杆的螺母座与所述压头相连接；所述滚珠丝杆由电机驱动以带动所述压头移动。
本发明还提供一种焊接产品，所述焊接产品通过如上述所述的基于位移控制的扩散焊接方法成型。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的基于位移控制的扩散焊接方法，包括：对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内； 对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa；对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程通过压头在i个位移时段Tm内完成，所述压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数；将压头与被焊接零件脱离，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。与改进前的基于压力控制的扩散焊接方法相比，本发明基于位移控制的扩散焊接方法通过对被焊接零件在i个位移时段Tm内施加梯度位移，从而摈弃了传统的压力控制，而是根据扩散焊接的直接影响参数——焊接变形量，来控制压头下压的位移，精确控制结合面的贴合程度，从而达成有效焊接的目的，对于不同材料，不同结构的产品，扩散焊接成功率高，产品质量稳定可靠。
2.本发明提供的基于位移控制的扩散焊接方法，每个所述位移时段Tm之后设置有保持时段Tk，压头在每个所述位移时段Tm移动Hi后在所述保持时段Tk内相对被焊接零件静止，其中，Tk满足10min≤Tk≤40min，k＝2i，从而在焊接面压紧后，保证接触面之间的原子能够拥有足够的扩散时间，保证接触面之间的原子能够充分相互扩散形成连接，进而提高焊接产品质量的稳定性和可靠性。
3.本发明提供的基于位移控制的扩散焊接方法，在对被焊接零件施加梯度位移的过程中，所述压头至少经过3个所述位移时段Tm，前4个位移时段Tm内需满足：在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm；在位移时段T4内，H4的取值范围为0.2mm≤H4≤0.4mm，从而在持续i个位移时段Tm内所施加的梯度位移更加精确，更加精确地控制焊接结合面的贴合程度，提高产品扩散焊接的成功率和质量的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为改进前的基于压力控制的扩散焊接方法的工作原理示意图；
图2为本发明基于位移控制的扩散焊接方法的时间-位移关系示意图；
图3为本发明基于位移控制的扩散焊接装置的工作原理示意图。
附图标记说明：
10、炉体；
20、位移控制组件；21、滚珠丝杆；
30、压头；
40、底座；
50、被焊接零件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例一
结合图2所示，本实施例所提供的基于位移控制的扩散焊接方法，包括：
对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内；
对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa；
对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程通过压头在i个位移时段Tm内完成，所述压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数；
将压头与被焊接零件脱离，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。
需要说明的是，本发明基于位移控制的扩散焊接方法对多层焊接面同样适用，为便于理解，本实施例中以两个被焊接零件之间的单层焊接面为例进行说明。在实际生产过程中，通常对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa，当然也可以向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa，可以根据实际生产需求调整，不仅限于本实施例中所述的情况。对不同材质的被焊接零件，所需达到的扩散焊接温度不同，在对扩散焊接炉内进行升温时，可根据被焊接零件的材质进行升温，直至该被焊接零件达到其所需的扩散焊接温度，在此不再赘述。
需要说明的是，对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程通过压头在持续i个位移时段Tm内完成，所述压头在对被焊接零件施加梯度位移的过程中持续单向下压被焊接零件，所述压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数，且通过持续单向下压被焊接零件，使得Hi＋1≥Hi，从而形成对被焊接零件所施加的梯度位移。对被焊接零件持续单向施加的梯度位移的总位移量可通过焊接结合面的表面粗糙度来计算和确定，所述表面粗糙度可由表面粗糙度测量仪预先测得。
可选的，在将压头与被焊接零件脱离时，上抬压头，使得压头与被焊接零件之间的距离保持大于或等于20mm，以避免压头与被焊接零件接触。
本发明所提供的基于位移控制的扩散焊接方法，包括：对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内； 对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa；对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程通过压头在i个位移时段Tm内完成，所述压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数；将压头与被焊接零件脱离，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。与改进前的基于压力控制的扩散焊接方法相比，本发明基于位移控制的扩散焊接方法通过对被焊接零件在i个位移时段Tm内施加梯度位移，从而摈弃了传统的压力控制，而是根据扩散焊接的直接影响参数——焊接变形量，来控制压头下压的位移，精确控制结合面的贴合程度，从而达成有效焊接的目的，对于不同材料，不同结构的产品，扩散焊接成功率高，产品质量稳定可靠。
具体地，每个所述位移时段Tm之后设置有保持时段Tk，压头在每个所述位移时段Tm移动Hi后在所述保持时段Tk内相对被焊接零件静止，其中，Tk满足10min≤Tk≤40min，k＝2i。
需要说明的是，每个所述位移时段Tm之后设置有保持时段Tk，压头在每个所述位移时段Tm移动Hi后在所述保持时段Tk内相对被焊接零件静止，其中，Tk满足10min≤Tk≤40min，k＝2i，从而在焊接面压紧后，保证接触面之间的原子能够拥有足够的扩散时间，保证接触面之间的原子能够充分相互扩散形成连接，进而提高焊接产品质量的稳定性和可靠性。
具体地，对被焊接零件施加梯度位移的过程中，所述压头至少经过3个所述位移时段Tm。
需要说明的是，压头在对被焊接零件施加焊接位移量的过程中，压头不可能将总位移量一次性施加到位，否则容易导致位移控制组件过压受损，容易影响扩散焊接的效果，因此需要分成i个位移时段Tm对被焊接零件施加梯度位移，在对被焊接零件施加梯度位移的过程中，所述压头至少经过3个所述位移时段Tm，即所述压头开始位移后至少需依次经过位移时段T1，位移时段T2和位移时段T3，从而保证扩散焊接的直接影响参数——位移量的精确性，进而保证焊接结合面的贴合程度控制的精确性，提高焊接产品质量。
具体地，当i＝3时，3个所述位移时段Tm内需满足：
在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；
在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；
在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm。
需要说明的是，当被焊接零件的焊接结合面的表面粗糙度较小（一般小于或等于0.6μm）时，焊接面之间的微观空隙较小，被焊接零件扩散焊接所需的总位移量较小，所需的总位移量一般小于或等于0.3mm，因此所述压头开始位移后依次经过3个所述位移时段Tm即可满足被焊接零件扩散焊接所需的总位移量。3个所述位移时段Tm内需满足：在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm，从而在持续i个位移时段Tm内所施加的梯度位移更加精确，更加精确地控制焊接结合面的贴合程度，提高产品扩散焊接的成功率和质量的稳定性。
具体地，当i＞3时，前4个位移时段Tm内需满足：
在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；
在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；
在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm；
在位移时段T4内，H4的取值范围为0.2mm≤H4≤0.4mm。
需要说明的是，当被焊接零件的焊接结合面的表面粗糙度较大（一般大于0.6μm）时，焊接面之间的微观空隙较大，被焊接零件扩散焊接所需的总位移量较大，所需的总位移量一般大于0.3mm，因此所述压头开始位移后至少需要依次经过4个所述位移时段Tm方能满足被焊接零件扩散焊接所需的总位移量。前4个位移时段Tm内需满足：在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm；在位移时段T4内，H4的取值范围为0.2mm≤H4≤0.4mm，从而在持续i个位移时段Tm内所施加的梯度位移更加精确，更加精确地控制焊接结合面的贴合程度，提高产品扩散焊接的成功率和质量的稳定性。
需要说明的是，本实施例中对位移时段T5、T6、T7……内的位移值Hi不作具体的限定，可根据实际生产情况增加所述位移时段以对被焊接零件施加梯度位移，不仅限于本实施例中所述的情况。请参见图2所示，为便于更好地理解本发明，图2示出了本发明基于位移控制的扩散焊接方法的一种具体的时间-位移曲线图。
具体地，在位移时段T1内，压头的位移值H1满足0.05mm≤H1≤0.1mm，随后在保持时段K1静止，K1满足10min≤K1≤20min；
在位移时段T2内，压头的位移值H2满足0.1mm≤H2≤0.2mm，随后在保持时段K2静止，K2满足10min≤K2≤20min；
在位移时段T3内，压头的位移值H3满足0.15mm≤H3≤0.3mm，随后在保持时段K3静止，K3满足10min≤K3≤20min；
在位移时段T4内，压头的位移值H4满足0.2mm≤H4≤0.4mm，随后在保持时段K4静止，K4满足20min≤K4≤40min。
具体地，所述保护气体为氮气、氦气或氩气。
具体地，在将被焊接零件置于扩散焊接炉内后，对被焊接零件进行预压后，再对扩散焊接炉内抽真空或向扩散焊接炉内充入保护气体。
实施例二
结合图3所示，本实施例所提供的基于位移控制的扩散焊接装置，包括：
炉体10，以及与所述炉体10顶壁相连接的位移控制组件20，所述位移控制组件20适于带动压头30移动，以实现如上述所述的基于位移控制的扩散焊接方法；
所述位移控制组件20包括一个或多个滚珠丝杆21，所述滚珠丝杆21的固定端与所述炉体10相连接，所述滚珠丝杆21的螺母座与所述压头30相连接；所述滚珠丝杆21由电机驱动以带动所述压头30移动。
可选的，多电机驱动下的多个所述滚珠丝杆21共同带动所述压头30在所述位移时段Tm内对被焊接零件50施加位移值为Hi，从而摈弃了传统的压力控制，而是根据扩散焊接的直接影响参数——焊接变形量，来控制压头下压的位移，精确控制结合面的贴合程度，从而达成有效焊接的目的。
可选的，所述基于位移控制的扩散焊接装置还包括底座40，所述底座40适于承载被焊接零件，所述位移控制组件20与炉体10的顶壁相连接，所述底座40与炉体10的底壁相连接，所述位移控制组件20通过带动压头30沿竖直方向向所述底座40靠近，从而对目标工件施加位移值为Hi。
实施例三
为了更好地说明，以下以被焊接零件为奥氏体不锈钢材质为例，将本发明基于位移控制的扩散焊接方法与改进前的基于压力控制的扩散焊接方法进行对比说明。所述基于位移控制的扩散焊接方法的具体步骤如下：
S1、对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内。
S2、对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa。
S3、对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，通过压头开始对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程包括：
①在位移时段T1内，压头的位移值H1满足0.05mm≤H1≤0.1mm，随后在保持时段K1静止，K1满足10min≤K1≤20min；
②在位移时段T2内，压头的位移值H2满足0.1mm≤H2≤0.2mm，随后在保持时段K2静止，K2满足10min≤K2≤20min；
③在位移时段T3内，压头的位移值H3满足0.15mm≤H3≤0.3mm，随后在保持时段K3静止，K3满足10min≤K3≤20min；
④在位移时段T4内，压头的位移值H4满足0.2mm≤H4≤0.4mm，随后在保持时段K4静止，K4满足20min≤K4≤40min。
S4、上抬压头，使得压头与被焊接零件之间的距离保持大于或等于20mm，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。
值得说明的是，实测结果表明，在奥氏体不锈钢被焊接零件的大小、结构和形状等相同的条件下，采用改进前的基于压力控制的扩散焊接方法对奥氏体不锈钢被焊接零件完成扩散焊接所需的时间为10h～12h，焊接成功率为89.00%，而采用本发明基于位移控制的扩散焊接方法对奥氏体不锈钢被焊接零件完成扩散焊接所需的时间为8h～10h，焊接成功率为95.00%，不仅缩短了焊接时间，提高了焊接的效率，而且提高了焊接成功率。
本实施例还提供一种焊接产品，具体为一种奥氏体不锈钢焊接产品，所述焊接产品通过如上述所述的基于位移控制的扩散焊接方法成型，所述焊接产品具有本发明基于位移控制的扩散焊接方法的全部优点，在此不再赘述。
实施例四
为了更好地说明，以下以被焊接零件为TA1/TA10/TC4材质为例，将本发明基于位移控制的扩散焊接方法与改进前的基于压力控制的扩散焊接方法进行对比说明。所述基于位移控制的扩散焊接方法的具体步骤如下：
S1、对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内。
S2、对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa。
S3、对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，通过压头开始对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程包括：
①在位移时段T1内，压头的位移值H1满足0.05mm≤H1≤0.1mm，随后在保持时段K1静止，K1满足10min≤K1≤20min；
②在位移时段T2内，压头的位移值H2满足0.1mm≤H2≤0.2mm，随后在保持时段K2静止，K2满足10min≤K2≤20min；
③在位移时段T3内，压头的位移值H3满足0.15mm≤H3≤0.3mm，随后在保持时段K3静止，K3满足10min≤K3≤20min；
④在位移时段T4内，压头的位移值H4满足0.2mm≤H4≤0.4mm，随后在保持时段K4静止，K4满足20min≤K4≤40min。
S4、上抬压头，使得压头与被焊接零件之间的距离保持大于或等于20mm，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。
值得说明的是，实测结果表明，在TA1/TA10/TC4被焊接零件的大小、结构和形状等相同的条件下，采用改进前的基于压力控制的扩散焊接方法对TA1/TA10/TC4被焊接零件完成扩散焊接所需的时间为10h～12h，焊接成功率为82.00%，而采用本发明基于位移控制的扩散焊接方法对TA1/TA10/TC4被焊接零件完成扩散焊接所需的时间为8h～10h，焊接成功率为90.00%，不仅缩短了焊接时间，提高了焊接的效率，而且提高了焊接成功率。
本实施例还提供一种焊接产品，具体为一种TA1/TA10/TC4焊接产品，所述焊接产品通过如上述所述的基于位移控制的扩散焊接方法成型，所述焊接产品具有本发明基于位移控制的扩散焊接方法的全部优点，在此不再赘述。
实施例五
为了更好地说明，以下以被焊接零件为镍基合金材质为例，将本发明基于位移控制的扩散焊接方法与改进前的基于压力控制的扩散焊接方法进行对比说明。所述基于位移控制的扩散焊接方法的具体步骤如下：
S1、对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内。
S2、对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa。
S3、对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，通过压头开始对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程包括：
①在位移时段T1内，压头的位移值H1满足0.05mm≤H1≤0.1mm，随后在保持时段K1静止，K1满足10min≤K1≤20min；
②在位移时段T2内，压头的位移值H2满足0.1mm≤H2≤0.2mm，随后在保持时段K2静止，K2满足10min≤K2≤20min；
③在位移时段T3内，压头的位移值H3满足0.15mm≤H3≤0.3mm，随后在保持时段K3静止，K3满足10min≤K3≤20min；
④在位移时段T4内，压头的位移值H4满足0.2mm≤H4≤0.4mm，随后在保持时段K4静止，K4满足20min≤K4≤40min。
S4、上抬压头，使得压头与被焊接零件之间的距离保持大于或等于20mm，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。
值得说明的是，实测结果表明，在镍基合金被焊接零件的大小、结构和形状等相同的条件下，采用改进前的基于压力控制的扩散焊接方法对镍基合金被焊接零件完成扩散焊接所需的时间为15h～20h，焊接成功率为75.00%，而采用本发明基于位移控制的扩散焊接方法对镍基合金被焊接零件完成扩散焊接所需的时间为12h～15h，焊接成功率为90.00%，不仅缩短了焊接时间，提高了焊接的效率，而且提高了焊接成功率。
本实施例还提供一种焊接产品，具体为一种镍基合金焊接产品，所述焊接产品通过如上述所述的基于位移控制的扩散焊接方法成型，所述焊接产品具有本发明基于位移控制的扩散焊接方法的全部优点，在此不再赘述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，包括：
对被焊接零件进行清洁，并将至少两个被焊接零件按照待成型产品的构造叠放，并置于扩散焊接炉内；
对扩散焊接炉内抽真空至炉内气压不大于10－2Pa或向扩散焊接炉内充入保护气体至炉内气压为0.2Mpa～0.5Mpa；
对扩散焊接炉内进行升温，至被焊接零件达到扩散焊接温度时，对被焊接零件施加梯度位移，所述施加梯度位移的过程通过压头在i个位移时段Tm内完成，所述压头在单个所述位移时段Tm内的位移值为Hi，其中，Hi满足0.05mm≤Hi≤0.4mm，Tm满足10min≤Tm≤20min，m＝2i－1，i为正整数；
将压头与被焊接零件脱离，对扩散焊接炉进行降温，即可得到成型产品。
2.根据权利要求1所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，每个所述位移时段Tm之后设置有保持时段Tk，压头在每个所述位移时段Tm移动Hi后在所述保持时段Tk内相对被焊接零件静止，其中，Tk满足10min≤Tk≤40min，k＝2i。
3.根据权利要求2所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，对被焊接零件施加梯度位移的过程中，压头至少经过3个所述位移时段Tm。
4.根据权利要求3所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，当i＝3时，3个所述位移时段Tm内需满足：
在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；
在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；
在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm。
5.根据权利要求3所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，当i＞3时，前4个位移时段Tm内需满足：
在位移时段T1内，H1的取值范围为0.05mm≤H1≤0.1mm；
在位移时段T2内，H2的取值范围为0.1mm≤H2≤0.2mm；
在位移时段T3内，H3的取值范围为0.15mm≤H3≤0.3mm；
在位移时段T4内，H4的取值范围为0.2mm≤H4≤0.4mm。
6.根据权利要求5所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，
在位移时段T1内，压头的位移值H1满足0.05mm≤H1≤0.1mm，随后在保持时段K1静止，K1满足10min≤K1≤20min；
在位移时段T2内，压头的位移值H2满足0.1mm≤H2≤0.2mm，随后在保持时段K2静止，K2满足10min≤K2≤20min；
在位移时段T3内，压头的位移值H3满足0.15mm≤H3≤0.3mm，随后在保持时段K3静止，K3满足10min≤K3≤20min；
在位移时段T4内，压头的位移值H4满足0.2mm≤H4≤0.4mm，随后在保持时段K4静止，K4满足20min≤K4≤40min。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，所述保护气体为氮气、氦气或氩气。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于位移控制的扩散焊接方法，其特征在于，在将被焊接零件置于扩散焊接炉内后，对被焊接零件进行预压后，再对扩散焊接炉内抽真空或向扩散焊接炉内充入保护气体。
9.一种基于位移控制的扩散焊接装置，其特征在于，包括：
炉体（10），以及与所述炉体（10）顶壁相连接的位移控制组件（20），所述位移控制组件（20）适于带动压头（30）移动，以实现如上述权利要求1-8中任意一项所述的基于位移控制的扩散焊接方法；
所述位移控制组件（20）包括一个或多个滚珠丝杆（21），所述滚珠丝杆（21）的固定端与所述炉体（10）相连接，所述滚珠丝杆（21）的螺母座与所述压头（30）相连接；所述滚珠丝杆（21）由电机驱动以带动所述压头（30）移动。
10.一种焊接产品，其特征在于，所述焊接产品通过权利要求1-8中任意一项所述的基于位移控制的扩散焊接方法成型。
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